一、地层和岩石
冠县境内基底岩相带呈北东方向展布，当由角闪光岩、片麻岩、石英、磁铁石英岩、变质中基性火山岩和少量大理石组成的五台群及相当的岩系构成。其形成距今约20～25亿年。据华北第五地质普查大队于1977年10月～1978年3月在境内清水镇的文村、汤村钻孔资料和其他有关资料综合分析，各地层形成的年代、岩石等情况是：
（一）古生界
寒武系 距今600万年。在汤村钻孔深度2408米（未透），有浅海动荡下沉积的浅灰——灰色磷状灰石、白云质灰岩、灰色泥质底部夹深棕色页岩。有三页虫海绵骨针、介形虫等生物化石。
奥陶系 距今500万年。在文村钻孔深度1606米（未透），在汤村钻孔2127米，有与寒武系呈假整合接触，为灰——深灰色灰岩、豹皮灰岩、白云夹深灰色泥质岩、炭质泥质岩条带。灰岩裂隙被次生方解石脉充填。含三叶虫化石。
志留系及泥盆系 距今440～400万年，缺失。
石炭系 距今350万年。在文村、汤村分别钻孔1502米和1990米，有石炭系直接与奥陶系接触，仅有石炭系太原组。为灰黑——黑色灰质泥岩、夹灰——黑灰色细砂岩及灰岩。
二迭系 距今270万年。在汤村钻孔1957.5米，有棕、褐色泥岩、灰绿色泥岩夹灰白色含砂砾岩，底部为灰色含砂砾岩夹灰绿色泥岩。
（二）中生界
三迭系 距今225万年。在汤村钻孔1937.5米，有一套紫红色砂岩、泥岩、砾岩，属氧化环境生成的碎屑沉积。底部有大量火山碎屑的凝灰质砂岩，说明曾有火山活动。此系为中生界仅有的地层。
侏罗系、白垩系 分别距今135万年、30万年。缺失。
（三）新生界
下第三系 缺失。
上第三系 馆陶组，距今25万年。在文村、汤村分别钻孔1475.5米和1500米，有杂色块状砂岩、砂砾岩，灰少量浅灰绿色和棕色泥岩。明镇化组，在文村、汤村分别钻孔1274.5米、836米，发现下部为棕红色泥岩夹土黄色细砂岩，上部是浅黄色粘土岩与黄色细砂岩。下部成岩性较上部好。
第四系 平原组，距今2～3万年，在文村、汤村钻孔深度分别为320米和120.5米，发现下部为土黄色细砂层夹粉砂质粘土层，上部为灰黄、土黄色粘土层、粉砂质粘土层。下部细砂层和上部粘土层的发育，构成下粗上细的韵律。
自第三纪以来，境内和全区一起处于震荡式的缓慢下沉之中，为新生代地层所覆盖。它属于陆相沉积，为黄泛平原第四纪。其成因主要是古黄河水冲积的泥沙及其携带的物质，逐渐沉积形成了150～200米的松散地层。其岩性多为棕红色及黄色粘土、亚粘土、沙土、亚沙土、粉细砂，并伴有少量的贝类残体，中砂较少见。粘质沙土和砂层之间厚度不均的粘土层，因受钙质的淋溶作用而形成了粘土夹礓石层。由于黄河多次改道，沉积物厚薄不均，因此各种岩性的岩层也时有出露。
二、地质构造
冠县境内地质构造，属于华北地台区辽冀台向斜中的临清坳陷区，是晚、中生代和第三纪时形成的华北帚状旋扭构造的南部收敛部位，主要受聊考、沧东两大断裂的控制。境内主要有沧东断裂、冠县断裂及馆陶凸起、冠县南凸起。
沧东断裂，是华北一级大断裂，北起唐山，经天津、沧县、德州、临清入境，在境内基本是沿西部边境的漳卫河一带自北向南延伸，最后消失在与冠县接壤的大名县境，县内长45公里。其西侧为上升盘，东侧为下降盘，落差2300米。
冠县断裂的南端在河北省大名县境内，从斜店乡的史庄铺入境，向东北经北黄城、张义堡、陈辛庄、王马庄、茉莉营、王朝营，在骆驼山附近转弯成弧形，顶弧向东南突出，再经五岔路、草镇入聊城，经夏津、高唐，消失在平原县境。其东南侧为上升盘，西北侧为下降盘，落差为1460～2700米。
冠县断裂与沧东断裂所围限的地带为冠县凹陷，占全县总面积的三分之二。它除北与德州凹陷相通外，其它三面均与断层相接。由于其为三围系凸起，故形成断陷式盆地。凸陷区内沉积了巨厚的新生界地层，地壳厚度仅32公里，系地幔上隆部位。境内还有一些小的断裂，如烟庄附近有一条南北向的断裂与冠县断裂相交；程村东、西与定远寨东、西也有4条小断裂。
馆陶凸起即馆陶古潜山，位于黄河故道以西，是沧县凸起的南延地段，新生界地层仅1400～1500米。
冠县南凸起地质上也称冠县南构造，系高唐——堂邑——冠县南凸起的一部分，是临清凹陷区中的凸起，主要分布在冠县断裂以南、以东的梁堂、桑阿镇、定远寨一带。这里是下第三纪以后的地层最薄处，其厚度仅1200米左右。梁堂乡的要庄处于高鞍部位奥陶系灰岩顶埋深仅1750米。地质部门根据钻探资料和凹陷、凸起区的地表层分析，冠县凹陷是古代的低地势区，冠县南凸起和馆陶凸起则是古代的高地势区。
第一节 地质
一、地层和岩石
冠县境内基底岩相带呈北东方向展布，当由角闪光岩、片麻岩、石英、磁铁石英岩、变质中基性火山岩和少量大理石组成的五台群及相当的岩系构成。其形成距今约20～25亿年。据华北第五地质普查大队于1977年10月～1978年3月在境内清水镇的文村、汤村钻孔资料和其他有关资料综合分析，各地层形成的年代、岩石等情况是：
（一）古生界
寒武系 距今600万年。在汤村钻孔深度2408米（未透），有浅海动荡下沉积的浅灰——灰色磷状灰石、白云质灰岩、灰色泥质底部夹深棕色页岩。有三页虫海绵骨针、介形虫等生物化石。
奥陶系 距今500万年。在文村钻孔深度1606米（未透），在汤村钻孔2127米，有与寒武系呈假整合接触，为灰——深灰色灰岩、豹皮灰岩、白云夹深灰色泥质岩、炭质泥质岩条带。灰岩裂隙被次生方解石脉充填。含三叶虫化石。
志留系及泥盆系 距今440～400万年，缺失。
石炭系 距今350万年。在文村、汤村分别钻孔1502米和1990米，有石炭系直接与奥陶系接触，仅有石炭系太原组。为灰黑——黑色灰质泥岩、夹灰——黑灰色细砂岩及灰岩。
二迭系 距今270万年。在汤村钻孔1957.5米，有棕、褐色泥岩、灰绿色泥岩夹灰白色含砂砾岩，底部为灰色含砂砾岩夹灰绿色泥岩。
（二）中生界
三迭系 距今225万年。在汤村钻孔1937.5米，有一套紫红色砂岩、泥岩、砾岩，属氧化环境生成的碎屑沉积。底部有大量火山碎屑的凝灰质砂岩，说明曾有火山活动。此系为中生界仅有的地层。
侏罗系、白垩系 分别距今135万年、30万年。缺失。
（三）新生界
下第三系 缺失。
上第三系 馆陶组，距今25万年。在文村、汤村分别钻孔1475.5米和1500米，有杂色块状砂岩、砂砾岩，灰少量浅灰绿色和棕色泥岩。明镇化组，在文村、汤村分别钻孔1274.5米、836米，发现下部为棕红色泥岩夹土黄色细砂岩，上部是浅黄色粘土岩与黄色细砂岩。下部成岩性较上部好。
第四系 平原组，距今2～3万年，在文村、汤村钻孔深度分别为320米和120.5米，发现下部为土黄色细砂层夹粉砂质粘土层，上部为灰黄、土黄色粘土层、粉砂质粘土层。下部细砂层和上部粘土层的发育，构成下粗上细的韵律。
自第三纪以来，境内和全区一起处于震荡式的缓慢下沉之中，为新生代地层所覆盖。它属于陆相沉积，为黄泛平原第四纪。其成因主要是古黄河水冲积的泥沙及其携带的物质，逐渐沉积形成了150～200米的松散地层。其岩性多为棕红色及黄色粘土、亚粘土、沙土、亚沙土、粉细砂，并伴有少量的贝类残体，中砂较少见。粘质沙土和砂层之间厚度不均的粘土层，因受钙质的淋溶作用而形成了粘土夹礓石层。由于黄河多次改道，沉积物厚薄不均，因此各种岩性的岩层也时有出露。
二、地质构造
冠县境内地质构造，属于华北地台区辽冀台向斜中的临清坳陷区，是晚、中生代和第三纪时形成的华北帚状旋扭构造的南部收敛部位，主要受聊考、沧东两大断裂的控制。境内主要有沧东断裂、冠县断裂及馆陶凸起、冠县南凸起。
沧东断裂，是华北一级大断裂，北起唐山，经天津、沧县、德州、临清入境，在境内基本是沿西部边境的漳卫河一带自北向南延伸，最后消失在与冠县接壤的大名县境，县内长45公里。其西侧为上升盘，东侧为下降盘，落差2300米。
冠县断裂的南端在河北省大名县境内，从斜店乡的史庄铺入境，向东北经北黄城、张义堡、陈辛庄、王马庄、茉莉营、王朝营，在骆驼山附近转弯成弧形，顶弧向东南突出，再经五岔路、草镇入聊城，经夏津、高唐，消失在平原县境。其东南侧为上升盘，西北侧为下降盘，落差为1460～2700米。
冠县断裂与沧东断裂所围限的地带为冠县凹陷，占全县总面积的三分之二。它除北与德州凹陷相通外，其它三面均与断层相接。由于其为三围系凸起，故形成断陷式盆地。凸陷区内沉积了巨厚的新生界地层，地壳厚度仅32公里，系地幔上隆部位。境内还有一些小的断裂，如烟庄附近有一条南北向的断裂与冠县断裂相交；程村东、西与定远寨东、西也有4条小断裂。
馆陶凸起即馆陶古潜山，位于黄河故道以西，是沧县凸起的南延地段，新生界地层仅1400～1500米。
冠县南凸起地质上也称冠县南构造，系高唐——堂邑——冠县南凸起的一部分，是临清凹陷区中的凸起，主要分布在冠县断裂以南、以东的梁堂、桑阿镇、定远寨一带。这里是下第三纪以后的地层最薄处，其厚度仅1200米左右。梁堂乡的要庄处于高鞍部位奥陶系灰岩顶埋深仅1750米。地质部门根据钻探资料和凹陷、凸起区的地表层分析，冠县凹陷是古代的低地势区，冠县南凸起和馆陶凸起则是古代的高地势区。