地质构造 据1978年山东省地质局第二水文地质队《德州地区农田供水水文地质勘察报告书》记载：乐陵县在地质构造上属华北地台的东南部、辽冀台向斜二级单元的一部分。由于陵县——渤海农场等断裂带，使本县在三级构造单元上属埕宁隆断区。根据省地质队钻孔资料分析，陵县——渤海农场断裂带，在乐陵西南部入境，经马颊河以南部分乡（镇），穿向庆云县，在渤海农场附近插入渤海。
根据在郑店附近的钻孔资料，于917米揭穿第三系，下伏太古界的角闪石花岗片麻岩。境内普遍缺失老第三系，新生界厚度小。
自中生代白垩纪末期，由于受燕山运动的影响，随着大断裂的发生，乐陵县逐渐形成沉降拗陷区，从此奠定了平原的基本轮廓。
地层 据省地质队有关资料分析，乐陵县自中生代，由于逐渐形成沉降拗陷区，大量风化物质随水而来，加之黄河冲泛淤积，构成了复杂多变的第四系地层，厚度达数百米。当黄河改道流经本县某一地带时，在较长时期内，形成了河道带的较为稳定的砂层沉积，由于河流泛滥和三角洲散流的影响，则又形成了不太稳定的窄条状砂层沉积以及大片地区的粘性土和薄层砂层相间沉积，因而在0至40米深度埋藏着厚度和分布范围各不相同的粘性土、粉砂和粉细砂层。
根据全县水文地质资料综合分析，0至4米和4至8米的地质岩性分别是：
0至4米地质岩性以砂粘互层面积最大，分布在张屯、化楼、王寨子、杨安镇、花园、郭家、城关、黄夹、大孙、杨家、西段、胡家、朱集13个乡（镇）；其次是粘砂互层，分布在三间堂、大徐、城关、双庙赵、铁营、刘武官、花园、王集、张屯、孔镇、李庙、杨盘、茨头堡、寨头堡14个乡（镇）范围之中；还有亚砂土、粉砂土、粘土、亚粘土等（见表）：
0—4米岩性分类表
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┃ 岩性名称 ┃砂粘互层 ┃粘砂互层 ┃ 亚砂土 ┃ 粉砂土 ┃ 粘土 ┃ 亚粘土 ┃ 合计 ┃
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┃ 面积（平方公里） ┃ 443.37 ┃ 429.96 ┃ 101.63 ┃ 90.79 ┃ 26.91 ┃ 24.12 ┃ 1,116.8 ┃
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┃ 占总面积的% ┃ 39.7 ┃ 38.5 ┃ 9.1 ┃ 8.13 ┃ 2.41 ┃ 2.16 ┃ 100 ┃
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4—8米地质岩性以粘砂互层面积最大，集中在王集、刘武官、寨头堡、花园、王寨子、杨安镇、孔镇、张屯、李庙、杨盘、郭家、铁营、西段13个乡（镇）；砂粘互层面积次之，分布于郑店、化楼、李庙、杨盘、茨头堡、大孙、花园、朱集、胡家、大徐、三间堂、杨家12个乡（镇）。还有粉砂、亚粘土、亚砂土、粘土、细砂土。（见表）
4—8米岩性分类表
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┃ 岩性名称 ┃粘砂互层 ┃砂粘互层 ┃粉砂土 ┃亚粘土 ┃粘土 ┃细砂土 ┃亚砂土 ┃合计 ┃
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┃ 面积（平方公里） ┃ 390.32 ┃ 368.98 ┃ 178.68 ┃ 92.02 ┃ 17.65 ┃ 17.42 ┃ 51.71 ┃ 1,116.8 ┃
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┃ 占总面积的% ┃ 34.95 ┃ 33.04 ┃ 16.00 ┃ 8.24 ┃ 1.58 ┃ 1.56 ┃ 4.63 ┃ 100 ┃
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本县境内砂层主要是淡水层。大于5米的较厚砂层，因受古河道影响，一般以规律性的从西南向东北呈条状带分布。在40米以上的不同深度，单层或多层并列存在着小于5米的砂层，但稳定性较差。深层淡水顶界面多埋藏在100米至200米之间，其基本趋势是西部埋藏较深，东部较浅。