一、区域地层系统
齐河县地处华北地层区鲁西地层分区与华北平原地层分区的接合部，即河淮向斜与鲁西断块的过渡带、泰山隆起的北翼。各地层概况是：
(一)太方界变质岩系
以泰群花岗片麻岩、注入片麻岩为主，片麻构造显著。含万山庄组、太平顶组、雁翎关组、山草峪组。厚度为3256－17100米，其同位素年龄大约为24.45－23.42亿年。
(二)古生界
1、震旦系与太古界变质岩系呈不整合接触，以硅质石灰岩为主，厚度0－30米，分布规律是北薄南厚。
2、寒武系分布广泛，非常发育且层系完整。总厚度为710米，以石灰岩为主，分下、中、上三统，下寒武系以紫色和鲜紫色页岩为主，呈极薄层状，内夹有薄层灰岩，分五山组、馒头组和毛庄组；中寒武系厚约290米，发育完整，以厚层状的鲕状灰岩为特征，分为徐庄组和张夏组；上寒武系，总厚约300米，以青灰色薄层灰岩和棕黄色深灰色竹状灰岩为特征。分崮山组、长山组和凤山组。
3、奥陶系与寒武系呈假整合关系，以厚层状石灰岩为特点，厚度约422－1501米。分下、中两统，下奥陶系为厚层和中厚层白云质结晶灰岩，中含较多的燧石层和燧石结核。分为纸坊庄组、北庵庄组和马家沟组。中奥陶系以灰黑色的质纯致密厚层状灰岩为主，局部夹有薄层灰岩和泥质页岩。分阁庄组、八陵组。
齐河县与全省一样，上奥陶、志留、泥盆及下石炭纪地层缺失。
4、石灰系与中奥陶地层呈假整合接触。岩性以深灰色砂质页岩为主，其次为薄层细砂岩及粘土页岩。该系是主要含煤地层。分中石灰系本溪统(组)和上石灰系太原统(组)。
5、二迭系以灰白色粗粒及中粒砂岩、灰色细砂岩为主，夹有砂质页岩和浅灰色的粘土岩，厚493.91米，为含煤地层。分下、上两统。
(1)下二迭系山西统(组)。含有灰白色中粒砂岩为最大标志，岩性上为黑色页岩相夹，显交错层发育，页岩含粘土质较多，含植物碎片特多。厚达113.91米，含煤。
(2)上二迭系石盒子统(组)，以紫色和杂色的砂质粒土页岩为主，成层较厚，夹有较多的中厚层中粒及粗粒砂岩，粒度分选很差，胶结的也很松散。从岩性上看，多为干燥气候下的沉积相。含有大羽羊齿类植物化石。厚约380米。
(三)中生界
包括侏罗系、白垩系两个地层系统。侏罗系含灰白色、深灰色泥岩夹薄层煤及闪长玢岩，厚约152米。白垩系含有中一酸性喷出岩、安山质凝灰岩夹泥岩，厚约333米。
(四)新生界
包括下(老)第三系，上(新)第三系和第四系三系地层。据地质钻探资料，齐河县无下(老)第三系沉积。
1、上(新)第三系，岩性为胶结及其疏松的砂质粘土岩层，颜色灰青至杂色，中间夹有数层胶结不牢的砂砾岩层。砾石成份为变质岩和寒武系的灰岩，直径不等，从1厘米～50厘米，尤其下部砂砾层较多，中部为不同厚度的有火成岩风化后的灰绿色碎屑岩块，几乎成水平状并和砂质粘土层夹杂。下部砂砾层较多，夹有砂质岩粘土层。根据钻孔资料，见有2～3层泥灰岩，厚2～5米，泥灰岩中含有化石。底部为砾岩层，成分多为寒武系灰岩组成，并见有竹叶状灰岩块，胶结较好。整个岩层内含钙质和铁质较多。沉积的粒度上，由下往上逐渐变细。厚度130－250米以上。可分为馆陶组及明化镇组。
2、第四系，下部多为砂质粘土层和未胶结的砂砾层，往上部为粘性大的不渗水的砂质黄土，其中砾石较少。近地表沉积多为河滩相淤积和冲积层。如砂土层和含水层2～3层，发育于黄河岸边，为黄河(古济水)的古河床淤积。厚度约为80－135米。
二、地质发展简史
齐河县的地质发展简史与华北、山东各地基本相同，受历次重大地壳运动，如吕梁运动、加里东运动、海西运动、燕山运动、喜马拉雅运动的影响和控制，其中燕山运动对县境地质发展的影响最为显著。
(一)元古代沉积后期的吕梁运动，为主要造山运动，形成了古去生界地层与元古界以前地层的强烈不整合关系。本县地层受到了强烈的变质，使以前地层成为变质很深的结晶岩系，且出露于地表。经长时期的剥蚀作用，逐渐夷平，至上震旦纪，产生了浅海侵漫，因下降幅度不大，只沉积有石灰岩和硅质石灰岩。因沉积厚度很小，且经长期风化剥蚀，齐河县已不易见到震旦系沉积。
(二)震旦纪以后，地壳普遍下降，齐河县所在的广大华北地区发生了普遍的海侵，浅海广布。因而发育了完整的寒武系、奥陶系地层的沉积。当时的地壳运动是缓慢的振荡，而且比较稳定，升降的幅度不大，下寒武系沉积了紫色页岩和薄层石灰岩，且夹有棕黄色的一层砂岩，属于滨海相沉积。到中寒武系，地壳进一步下沉，海侵更深，这时沉积了厚层的深灰色鲕状石灰岩，中间保存有完好的三叶虫化石带。直到上寒武纪地壳广泛上升，又成浅海，这时沉积了浅海相的薄层灰岩和竹叶状灰岩。
奥陶纪开始，海水进一步侵入，当时海水浓度较大，沉积成为浅海石灰岩。到中奥陶纪海水渐深，沉积成厚层状致密、质纯的济南灰岩。到中奥陶纪末期，整个华北陆台抬升成为陆地，受到后期风化剥蚀。因而齐河县及整个山东以至华北没有上奥陶系、志留系、泥盆系及下石炭系地层沉积。
(三)中石炭纪开始，因受海西运动的影响，齐河县所在地区的地壳下沉，再次形成原来的盆地地貌，气候变得干燥，形成了铝土页岩和紫色铁质页岩及山西式铁矿的堆积，表现为大陆剥蚀阶段的特征。当时海水的侵入，时进时退有两次之多，形成薄层石灰岩两层，时而夹有煤层。到了上石炭纪，地壳稍有上升，气候变得更湿热，植物繁茂，见有比较薄的页岩、砂页岩、砂岩、薄层石灰岩层和煤层的互层，表现为浅湖沼泽相，齐河县地壳表面周期性振荡频繁，造成煤系地层的周期沉积，旋回构造十分清晰，创造了煤层沉积的良好条件。到了二迭纪山西世时，地壳又相对上升，露出海面，气候仍然湿热，沉积了砂岩、页岩、煤层等交替的现象，变为纯陆相的沉积物，直到二迭纪石盒子世时，仍属于陆相，气候干燥炎热、不适宜植物生长，因此没形成煤层。
(四)上二迭纪后，地壳上升并被风化剥蚀。到白垩系发生了燕山运动，本县及整个山东地区火山活动极为活跃，先是地壳发生了断裂，产生了断块盆地和断块构造，造成今日大地构造的格局。在燕山运动后期，火成活动进一步加剧，有闪长岩和辉长岩大量侵入于以前的圭地层中，县内也可见到。
(五)燕山运动以后，齐河县已形成的主要构造进入长期的相对剥蚀和堆积的过程中。鲁西断块带有第三纪的红色砂岩及砾岩的沉积，并夹有数层淡水灰岩。在这一时期的后期，本县地层也不断的受到风化剥蚀。
(六)第三纪期间，产生了著名的喜马拉雅运动，使原来的构造复活并进一步加剧。但并没有改变原来构造的基本格局。在这一期间，产生了一些较大的正断层和张力断裂，形成许多较大的断块。齐河县所在地区位于断裂上升的一翼，上升过程中不断受到剥蚀，因此，本区见不到下(老)第三系地层。到上新世发生的新构造运动；这次构造运动使齐河县及山东地壳发生了明显的分异变化，齐河县沿着鲁西断块区下陷。这样，齐河县便沉积了上新统地层和第四系地层。这以后沉积的新地层将以前地壳运动所形成的断裂线及古老地层完全掩盖。
三、地质构造形式
从地质构造形式看，齐河县正处在鲁西旋卷构造体系与鲁北帚状构造的结合部。鲁西旋卷构造，分布于沂沭断裂带以西，齐河-广饶断裂以南的广大地区。这一旋卷构造是在鲁西新华夏系北北西和北东东两组扭断裂构造的基础上成长发展起来的，是一个以尼山穹隆为砥柱，往北突出的大型旋卷构造。这一旋卷构造体系的主要成份是一些呈弧形展布的地块(凸起和凹陷)和断裂。卷入这一构造体系的主要有太古代、古生代至中新生代地层，同时伴随一系列中酸性侵入岩。由于鲁西旋卷构造体系的控制，伴生的断裂十分发育，有与配套的张性断裂，也有与其斜交的两组扭裂面，其中尤其以旋卷构造外旋层中的张裂的发育最为典型，这些断裂自西向东规模较大的有：长清断裂、千佛山断裂、文祖断裂、白泉庄-五色崖断裂，金山-姚家峪断裂，淄河断裂和上五井断裂。这些断裂与孤形断裂的一个十分突出的特点是，随着凸起和孤形断裂方位的改变，伴生的张性或张扭断裂面方位也有规律的变化呈放射状展布。鲁西旋卷构造体系及其伴生断裂，特别是长清断裂、千佛山断裂、文祖断裂及其支断裂，对齐河县的地质构造有着深刻的影响。长清断裂从南向北一直延伸到县境。鲁北帚状构造的旋回层为黄骅坳陷、埕宁隆起，济阳坳陷，砥柱大抵是鲁西隆起。组成一个向北东撒开，向南西收敛的一个巨型帚状构造。整个济阳拗陷部在这一帚状构造之中，它南以齐河-广饶断裂为界与鲁中巨型砥柱相邻。鲁北帚状构造的南部断裂斜坡带直接控制齐河县。这一断裂斜坡带是一个从济阳凹陷向鲁中隆起的过渡地带，带中分布不少断层，主要有两组：一是沿北北东走向的齐河-广饶断裂，沿断裂常有火成岩侵入和喷发；另一组是北西向断层，它是鲁西旋卷构造放射状断裂延伸到该处，常组成小型地堑地垒。在以上两大构造体系的控制下，形成了县境北部的齐河-广饶大断裂及大体与黄河平行一组锯齿形断裂以及与这组锯齿形断裂垂直的，十几条大致与长清断裂平行的断裂。这些纵横交错的断裂，把齐河分割成许多小地貌单元。
第一节 地质
一、区域地层系统
齐河县地处华北地层区鲁西地层分区与华北平原地层分区的接合部，即河淮向斜与鲁西断块的过渡带、泰山隆起的北翼。各地层概况是：
(一)太方界变质岩系
以泰群花岗片麻岩、注入片麻岩为主，片麻构造显著。含万山庄组、太平顶组、雁翎关组、山草峪组。厚度为3256－17100米，其同位素年龄大约为24.45－23.42亿年。
(二)古生界
1、震旦系与太古界变质岩系呈不整合接触，以硅质石灰岩为主，厚度0－30米，分布规律是北薄南厚。
2、寒武系分布广泛，非常发育且层系完整。总厚度为710米，以石灰岩为主，分下、中、上三统，下寒武系以紫色和鲜紫色页岩为主，呈极薄层状，内夹有薄层灰岩，分五山组、馒头组和毛庄组；中寒武系厚约290米，发育完整，以厚层状的鲕状灰岩为特征，分为徐庄组和张夏组；上寒武系，总厚约300米，以青灰色薄层灰岩和棕黄色深灰色竹状灰岩为特征。分崮山组、长山组和凤山组。
3、奥陶系与寒武系呈假整合关系，以厚层状石灰岩为特点，厚度约422－1501米。分下、中两统，下奥陶系为厚层和中厚层白云质结晶灰岩，中含较多的燧石层和燧石结核。分为纸坊庄组、北庵庄组和马家沟组。中奥陶系以灰黑色的质纯致密厚层状灰岩为主，局部夹有薄层灰岩和泥质页岩。分阁庄组、八陵组。
齐河县与全省一样，上奥陶、志留、泥盆及下石炭纪地层缺失。
4、石灰系与中奥陶地层呈假整合接触。岩性以深灰色砂质页岩为主，其次为薄层细砂岩及粘土页岩。该系是主要含煤地层。分中石灰系本溪统(组)和上石灰系太原统(组)。
5、二迭系以灰白色粗粒及中粒砂岩、灰色细砂岩为主，夹有砂质页岩和浅灰色的粘土岩，厚493.91米，为含煤地层。分下、上两统。
(1)下二迭系山西统(组)。含有灰白色中粒砂岩为最大标志，岩性上为黑色页岩相夹，显交错层发育，页岩含粘土质较多，含植物碎片特多。厚达113.91米，含煤。
(2)上二迭系石盒子统(组)，以紫色和杂色的砂质粒土页岩为主，成层较厚，夹有较多的中厚层中粒及粗粒砂岩，粒度分选很差，胶结的也很松散。从岩性上看，多为干燥气候下的沉积相。含有大羽羊齿类植物化石。厚约380米。
(三)中生界
包括侏罗系、白垩系两个地层系统。侏罗系含灰白色、深灰色泥岩夹薄层煤及闪长玢岩，厚约152米。白垩系含有中一酸性喷出岩、安山质凝灰岩夹泥岩，厚约333米。
(四)新生界
包括下(老)第三系，上(新)第三系和第四系三系地层。据地质钻探资料，齐河县无下(老)第三系沉积。
1、上(新)第三系，岩性为胶结及其疏松的砂质粘土岩层，颜色灰青至杂色，中间夹有数层胶结不牢的砂砾岩层。砾石成份为变质岩和寒武系的灰岩，直径不等，从1厘米～50厘米，尤其下部砂砾层较多，中部为不同厚度的有火成岩风化后的灰绿色碎屑岩块，几乎成水平状并和砂质粘土层夹杂。下部砂砾层较多，夹有砂质岩粘土层。根据钻孔资料，见有2～3层泥灰岩，厚2～5米，泥灰岩中含有化石。底部为砾岩层，成分多为寒武系灰岩组成，并见有竹叶状灰岩块，胶结较好。整个岩层内含钙质和铁质较多。沉积的粒度上，由下往上逐渐变细。厚度130－250米以上。可分为馆陶组及明化镇组。
2、第四系，下部多为砂质粘土层和未胶结的砂砾层，往上部为粘性大的不渗水的砂质黄土，其中砾石较少。近地表沉积多为河滩相淤积和冲积层。如砂土层和含水层2～3层，发育于黄河岸边，为黄河(古济水)的古河床淤积。厚度约为80－135米。
二、地质发展简史
齐河县的地质发展简史与华北、山东各地基本相同，受历次重大地壳运动，如吕梁运动、加里东运动、海西运动、燕山运动、喜马拉雅运动的影响和控制，其中燕山运动对县境地质发展的影响最为显著。
(一)元古代沉积后期的吕梁运动，为主要造山运动，形成了古去生界地层与元古界以前地层的强烈不整合关系。本县地层受到了强烈的变质，使以前地层成为变质很深的结晶岩系，且出露于地表。经长时期的剥蚀作用，逐渐夷平，至上震旦纪，产生了浅海侵漫，因下降幅度不大，只沉积有石灰岩和硅质石灰岩。因沉积厚度很小，且经长期风化剥蚀，齐河县已不易见到震旦系沉积。
(二)震旦纪以后，地壳普遍下降，齐河县所在的广大华北地区发生了普遍的海侵，浅海广布。因而发育了完整的寒武系、奥陶系地层的沉积。当时的地壳运动是缓慢的振荡，而且比较稳定，升降的幅度不大，下寒武系沉积了紫色页岩和薄层石灰岩，且夹有棕黄色的一层砂岩，属于滨海相沉积。到中寒武系，地壳进一步下沉，海侵更深，这时沉积了厚层的深灰色鲕状石灰岩，中间保存有完好的三叶虫化石带。直到上寒武纪地壳广泛上升，又成浅海，这时沉积了浅海相的薄层灰岩和竹叶状灰岩。
奥陶纪开始，海水进一步侵入，当时海水浓度较大，沉积成为浅海石灰岩。到中奥陶纪海水渐深，沉积成厚层状致密、质纯的济南灰岩。到中奥陶纪末期，整个华北陆台抬升成为陆地，受到后期风化剥蚀。因而齐河县及整个山东以至华北没有上奥陶系、志留系、泥盆系及下石炭系地层沉积。
(三)中石炭纪开始，因受海西运动的影响，齐河县所在地区的地壳下沉，再次形成原来的盆地地貌，气候变得干燥，形成了铝土页岩和紫色铁质页岩及山西式铁矿的堆积，表现为大陆剥蚀阶段的特征。当时海水的侵入，时进时退有两次之多，形成薄层石灰岩两层，时而夹有煤层。到了上石炭纪，地壳稍有上升，气候变得更湿热，植物繁茂，见有比较薄的页岩、砂页岩、砂岩、薄层石灰岩层和煤层的互层，表现为浅湖沼泽相，齐河县地壳表面周期性振荡频繁，造成煤系地层的周期沉积，旋回构造十分清晰，创造了煤层沉积的良好条件。到了二迭纪山西世时，地壳又相对上升，露出海面，气候仍然湿热，沉积了砂岩、页岩、煤层等交替的现象，变为纯陆相的沉积物，直到二迭纪石盒子世时，仍属于陆相，气候干燥炎热、不适宜植物生长，因此没形成煤层。
(四)上二迭纪后，地壳上升并被风化剥蚀。到白垩系发生了燕山运动，本县及整个山东地区火山活动极为活跃，先是地壳发生了断裂，产生了断块盆地和断块构造，造成今日大地构造的格局。在燕山运动后期，火成活动进一步加剧，有闪长岩和辉长岩大量侵入于以前的圭地层中，县内也可见到。
(五)燕山运动以后，齐河县已形成的主要构造进入长期的相对剥蚀和堆积的过程中。鲁西断块带有第三纪的红色砂岩及砾岩的沉积，并夹有数层淡水灰岩。在这一时期的后期，本县地层也不断的受到风化剥蚀。
(六)第三纪期间，产生了著名的喜马拉雅运动，使原来的构造复活并进一步加剧。但并没有改变原来构造的基本格局。在这一期间，产生了一些较大的正断层和张力断裂，形成许多较大的断块。齐河县所在地区位于断裂上升的一翼，上升过程中不断受到剥蚀，因此，本区见不到下(老)第三系地层。到上新世发生的新构造运动；这次构造运动使齐河县及山东地壳发生了明显的分异变化，齐河县沿着鲁西断块区下陷。这样，齐河县便沉积了上新统地层和第四系地层。这以后沉积的新地层将以前地壳运动所形成的断裂线及古老地层完全掩盖。
三、地质构造形式
从地质构造形式看，齐河县正处在鲁西旋卷构造体系与鲁北帚状构造的结合部。鲁西旋卷构造，分布于沂沭断裂带以西，齐河-广饶断裂以南的广大地区。这一旋卷构造是在鲁西新华夏系北北西和北东东两组扭断裂构造的基础上成长发展起来的，是一个以尼山穹隆为砥柱，往北突出的大型旋卷构造。这一旋卷构造体系的主要成份是一些呈弧形展布的地块(凸起和凹陷)和断裂。卷入这一构造体系的主要有太古代、古生代至中新生代地层，同时伴随一系列中酸性侵入岩。由于鲁西旋卷构造体系的控制，伴生的断裂十分发育，有与配套的张性断裂，也有与其斜交的两组扭裂面，其中尤其以旋卷构造外旋层中的张裂的发育最为典型，这些断裂自西向东规模较大的有：长清断裂、千佛山断裂、文祖断裂、白泉庄-五色崖断裂，金山-姚家峪断裂，淄河断裂和上五井断裂。这些断裂与孤形断裂的一个十分突出的特点是，随着凸起和孤形断裂方位的改变，伴生的张性或张扭断裂面方位也有规律的变化呈放射状展布。鲁西旋卷构造体系及其伴生断裂，特别是长清断裂、千佛山断裂、文祖断裂及其支断裂，对齐河县的地质构造有着深刻的影响。长清断裂从南向北一直延伸到县境。鲁北帚状构造的旋回层为黄骅坳陷、埕宁隆起，济阳坳陷，砥柱大抵是鲁西隆起。组成一个向北东撒开，向南西收敛的一个巨型帚状构造。整个济阳拗陷部在这一帚状构造之中，它南以齐河-广饶断裂为界与鲁中巨型砥柱相邻。鲁北帚状构造的南部断裂斜坡带直接控制齐河县。这一断裂斜坡带是一个从济阳凹陷向鲁中隆起的过渡地带，带中分布不少断层，主要有两组：一是沿北北东走向的齐河-广饶断裂，沿断裂常有火成岩侵入和喷发；另一组是北西向断层，它是鲁西旋卷构造放射状断裂延伸到该处，常组成小型地堑地垒。在以上两大构造体系的控制下，形成了县境北部的齐河-广饶大断裂及大体与黄河平行一组锯齿形断裂以及与这组锯齿形断裂垂直的，十几条大致与长清断裂平行的断裂。这些纵横交错的断裂，把齐河分割成许多小地貌单元。