市境属鲁东地层分区。郝戈庄断裂以北属莱阳地层小区，断裂以南胶南隆起区属胶南—东海（苏北）地层小区。地层出露较简单，大部地层缺失，自上而下只有元古界胶南群，元古界五莲群，中生界侏罗系上统莱阳组和白垩系下统青山组、上统王氏组以及第四系。
元古界胶南群（Pt1jn）
集中分布在郝戈庄断裂以南的桃林、桃园、石门等山丘地区。分布面积不大，约占全市面积的10％。主要为一套褶皱复杂、变质程度不一、混合岩化作用不均一的变质地层。主要岩石类型有黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、斜长角闪石、黑云二长片麻岩、黑云片岩、黑云变粒岩等。由老到新有：大山沟组、甄家沟组和于家岭组。
大山沟组（Pt1jnd）主要分布在市境东南的桃林一带境内出露不全主要是该组的上部地层。其岩性为白云二长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、夹斜长角闪岩、浅粒岩、白云石英片岩等。普遍遭受混合岩化作用，常混合成条痕状混合岩和均质混合岩。其原岩以泥砂质碎屑沉积为主夹酸——中性火山喷火岩。该组顶部在邻区日照市三庄一带，同位素年龄值为1600百万年。
甄家沟组（Pt1jnz）主要分布在鲁山沟、石河头、上崔家沟等地区，分布面积较大，其岩性：下部为黑云二长片麻岩与白云二长片麻岩、中部为斜长黑云片岩、上部为黑云斜长片麻岩、二长片麻岩。变质作用属绿片岩相，普遍遭受了混合岩作用，但不强烈，同位素年龄值为537百万年。厚度约700余米。
邱官庄组（Pt1jg）境内出露较少，见于王家夼、石河头东南山区及桃园至炭井一带。组成桃林报屋顶背斜的两翼。主要岩性以白云钾长片麻岩、黑云变粒岩、浅粒岩为主夹黑云片岩，偶夹透闪岩、大理岩。变质作用属绿片岩相，局部遭受混合岩化作用。厚150余米。
于家岭组（Pt1jny）主要分部在炭井、桃园、石门、大岳峙一线，紧邻郝戈庄断裂南侧，构造上处于报屋顶背斜北翼，该组断层出露不全。主要岩性为黑云片岩、角闪黑云片岩、浅粒岩、云母变粒岩、夹大理岩。变质作用属绿片岩相或绿帘角闪岩相。混合岩化作用甚弱。厚约780余米。
元古界五莲群（Pt3w）
仅见于市境西南、郝戈庄西部与五莲县交界处，是一套变质地层。按岩性及建造特征可分上部坤山组和下部海眼口组，境内地层出露少而不全。邻区五莲县海眼口、坤山地区该群地层出露较全。
海眼口组（Pt3wh）境内仅见于郝戈庄西南桥上南北一带，是海眼口上部层位。主要岩性是云母变粒岩、片岩夹浅粒岩。
坤山组（Pt3wk）境内仅见于郝戈庄西与五莲县交界处，地层岩性为白云石大理岩、方解石大理岩、夹石英岩、云母片岩等。地层变质作用较浅，属绿片岩相，角闪岩相。混合岩化作用较弱。于坤山组大理岩中产微古植物化石及古孢等。最大厚度600余米。
中生代地层主要分布在郝戈庄断裂以北的中生代盆地中，在桃林西部桃林——高阁庄破火山口盆地中亦有出露，分别是侏罗系上统莱阳组、白垩系下统青山组和白垩系上统王氏组。
侏罗系上统莱阳组（J3L）
分布于郝戈庄断裂北侧，胶莱盆地南缘和百尺河断裂以北地区，桃林西部亦有少量分布，该组是一套河湖相沉积的碎屑岩沉积为主，夹少量酸性火山碎屑岩。因郝戈庄断裂的影响，多数地段出露不全。其岩性主要为砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、以及硅质岩和少量酸性凝灰岩。该组于皇华店南北一带产鱼、叶肢介、腹足类、介形虫和植物等化石。
白垩系下统青山组（K1q）
分布于皇华店、郝戈庄以北之瓦店、卢山、常山、指挥庄一线，地层出露面积大，出露较全，向西南厚度逐渐变薄，且不全。其岩性为一套陆相火山岩和火山碎屑岩。障日山一带可分上、中、下三个亚组，下亚组为巨砾砾岩、安山质集块角砾岩，中亚组为流纹质角砾凝灰岩、流纹质熔灰岩等，上亚组为英安岩、英安质集块角砾岩互层。本组地层中有沸石岩、珍珠岩、彭润土等矿产。与下伏莱阳组不整合接触。其厚度大于2000米。
白垩系下统王氏组（K2W）
该组不整合于青山组之上。境内出露面积较大，约占基岩裸露面积的二分之一。主要分布在胶莱盆地中的次一级构造单元——诸城盆地中。主要为红色大陆湖泊相、河流相沉积，偶见玄武岩。按岩性分上下两个亚组，下亚组为砾岩、砾质砾岩、含砾粗砂岩及中粒和细粒砂岩和少许页岩，上亚组主要为中粒或粗粒砂岩，其次为砾质粗粒砂岩或含砾砂岩，在某些地段上亚组砂岩中夹有玄武岩。
新生界第四系（Q）
广泛分布于境内诸城盆地及潍河等大小河谷地带，按其成因有冲积、洪积、残积、坡积物。
第一节 地层
市境属鲁东地层分区。郝戈庄断裂以北属莱阳地层小区，断裂以南胶南隆起区属胶南—东海（苏北）地层小区。地层出露较简单，大部地层缺失，自上而下只有元古界胶南群，元古界五莲群，中生界侏罗系上统莱阳组和白垩系下统青山组、上统王氏组以及第四系。
元古界胶南群（Pt1jn）
集中分布在郝戈庄断裂以南的桃林、桃园、石门等山丘地区。分布面积不大，约占全市面积的10％。主要为一套褶皱复杂、变质程度不一、混合岩化作用不均一的变质地层。主要岩石类型有黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、斜长角闪石、黑云二长片麻岩、黑云片岩、黑云变粒岩等。由老到新有：大山沟组、甄家沟组和于家岭组。
大山沟组（Pt1jnd）主要分布在市境东南的桃林一带境内出露不全主要是该组的上部地层。其岩性为白云二长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、夹斜长角闪岩、浅粒岩、白云石英片岩等。普遍遭受混合岩化作用，常混合成条痕状混合岩和均质混合岩。其原岩以泥砂质碎屑沉积为主夹酸——中性火山喷火岩。该组顶部在邻区日照市三庄一带，同位素年龄值为1600百万年。
甄家沟组（Pt1jnz）主要分布在鲁山沟、石河头、上崔家沟等地区，分布面积较大，其岩性：下部为黑云二长片麻岩与白云二长片麻岩、中部为斜长黑云片岩、上部为黑云斜长片麻岩、二长片麻岩。变质作用属绿片岩相，普遍遭受了混合岩作用，但不强烈，同位素年龄值为537百万年。厚度约700余米。
邱官庄组（Pt1jg）境内出露较少，见于王家夼、石河头东南山区及桃园至炭井一带。组成桃林报屋顶背斜的两翼。主要岩性以白云钾长片麻岩、黑云变粒岩、浅粒岩为主夹黑云片岩，偶夹透闪岩、大理岩。变质作用属绿片岩相，局部遭受混合岩化作用。厚150余米。
于家岭组（Pt1jny）主要分部在炭井、桃园、石门、大岳峙一线，紧邻郝戈庄断裂南侧，构造上处于报屋顶背斜北翼，该组断层出露不全。主要岩性为黑云片岩、角闪黑云片岩、浅粒岩、云母变粒岩、夹大理岩。变质作用属绿片岩相或绿帘角闪岩相。混合岩化作用甚弱。厚约780余米。
元古界五莲群（Pt3w）
仅见于市境西南、郝戈庄西部与五莲县交界处，是一套变质地层。按岩性及建造特征可分上部坤山组和下部海眼口组，境内地层出露少而不全。邻区五莲县海眼口、坤山地区该群地层出露较全。
海眼口组（Pt3wh）境内仅见于郝戈庄西南桥上南北一带，是海眼口上部层位。主要岩性是云母变粒岩、片岩夹浅粒岩。
坤山组（Pt3wk）境内仅见于郝戈庄西与五莲县交界处，地层岩性为白云石大理岩、方解石大理岩、夹石英岩、云母片岩等。地层变质作用较浅，属绿片岩相，角闪岩相。混合岩化作用较弱。于坤山组大理岩中产微古植物化石及古孢等。最大厚度600余米。
中生代地层主要分布在郝戈庄断裂以北的中生代盆地中，在桃林西部桃林——高阁庄破火山口盆地中亦有出露，分别是侏罗系上统莱阳组、白垩系下统青山组和白垩系上统王氏组。
侏罗系上统莱阳组（J3L）
分布于郝戈庄断裂北侧，胶莱盆地南缘和百尺河断裂以北地区，桃林西部亦有少量分布，该组是一套河湖相沉积的碎屑岩沉积为主，夹少量酸性火山碎屑岩。因郝戈庄断裂的影响，多数地段出露不全。其岩性主要为砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、以及硅质岩和少量酸性凝灰岩。该组于皇华店南北一带产鱼、叶肢介、腹足类、介形虫和植物等化石。
白垩系下统青山组（K1q）
分布于皇华店、郝戈庄以北之瓦店、卢山、常山、指挥庄一线，地层出露面积大，出露较全，向西南厚度逐渐变薄，且不全。其岩性为一套陆相火山岩和火山碎屑岩。障日山一带可分上、中、下三个亚组，下亚组为巨砾砾岩、安山质集块角砾岩，中亚组为流纹质角砾凝灰岩、流纹质熔灰岩等，上亚组为英安岩、英安质集块角砾岩互层。本组地层中有沸石岩、珍珠岩、彭润土等矿产。与下伏莱阳组不整合接触。其厚度大于2000米。
白垩系下统王氏组（K2W）
该组不整合于青山组之上。境内出露面积较大，约占基岩裸露面积的二分之一。主要分布在胶莱盆地中的次一级构造单元——诸城盆地中。主要为红色大陆湖泊相、河流相沉积，偶见玄武岩。按岩性分上下两个亚组，下亚组为砾岩、砾质砾岩、含砾粗砂岩及中粒和细粒砂岩和少许页岩，上亚组主要为中粒或粗粒砂岩，其次为砾质粗粒砂岩或含砾砂岩，在某些地段上亚组砂岩中夹有玄武岩。
新生界第四系（Q）
广泛分布于境内诸城盆地及潍河等大小河谷地带，按其成因有冲积、洪积、残积、坡积物。