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井田大部被第四系黄土和风积沙所覆盖，只有局部的冲沟中才有基岩出露，根据地表出露及钻孔揭露，本区地层层序自下而上为：下奥陶统亮甲山组、中奥陶统马家沟组、中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组、下石盒子组、上二叠统上石盒子组、第三系上新统、第四系上更新统及全新统的近代沉积，下面由老到新分别加以叙述：
一、奥陶系（O）
1、亮甲山组（O1l）：为浅海相沉积。岩性为浅灰、灰黄色中厚层白云岩。致密性脆，风化后呈黄褐色，化石少见。喀斯特溶洞不发育，区内无出露且钻孔未揭穿，出露于井田外东南方向的老赵山梁背斜一带。区域厚度40～100m。
2、马家沟组（O2m）：上部为浅灰色石灰岩，中厚层～厚层状，微晶质结构，下部为薄层状灰岩、豹皮状灰岩，含较多的砂质，粘土质，底部夹灰白色石英砂岩。本组地层大部分被剥蚀，各处残存厚度不一，区内未出露且钻孔未揭穿，出露于黄河岸边，黑岱沟沟口，魏家峁一带。区域厚度100m。
二、石炭系（C）
1、本溪组（C2b）：为一套浅海—过渡相细碎屑岩沉积。岩性由灰色、深灰色粘土岩、黑色泥岩、灰白色砂岩组成，有时出现薄层灰岩，上部夹有不稳定的煤线。底部为较稳定的灰色、灰白色厚层状铝土质泥岩，相当于G层铝土矿层位，其下为一层鸡窝状褐铁矿层，即“山西式铁矿”层。
本组地层厚度11.23m～24.93m，平均15.47m，全区分布。与下伏地层中下奥陶统平行不整合接触。区内无出露，出露区外东南方向的老赵山梁背斜一带
2、太原组（C3t）：为过渡相—陆相沉积，是本区主要含煤地层。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩，薄层深灰色粘土岩、6上、6、8、9、10号煤层组成。根据岩性组合特征，本组可划分为上下两个岩段：
下段（C3t1）：从底部粗砂岩至6号煤层底板，顶部为黑色泥岩，中部主要由深灰色、黑色泥岩、灰白色粗砂岩、煤层组成。含砂岩2～4层，不稳定，含8、9、10号煤层，8号煤局部开采， 9、10号煤层均为不可采。8与9号煤层中间有薄层泥灰岩作为对比标志，底部有一层灰白色中、粗粒石英砂岩（K1），富含铁质，坚硬，致密，层位稳定，具大型斜层理，交错层理，是太原组与本溪组分界标志层。
上段（C3t2）：从6号煤底部至6上煤顶部粗砂岩底，顶部岩性为黑色泥岩、砂泥岩，有时变为深灰色粘土岩。上部为6上煤层，中部为6上与6号煤层间夹透镜状砂岩，砂岩厚在0～30m左右，不稳定，有时相变为砂质泥岩，系6号煤组发育期的河流沉积物，6上与6号煤层合并本段消失，下部为6号煤层。6上、6号煤层较稳定，厚度大，全区可采。
本组地层厚度变化在49.67m～85.80m，平均厚度为66.47m，与下伏地层本溪组（C2b）整合接触。仅在井田南界的冲沟出露。
三、二叠系（P）
1、山西组（P1s）：为内陆碎屑岩沉积。是本区的含煤地层，主要由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂质泥岩、泥岩、深灰色粘土岩及3、4、5号煤层组成，划分上、中、下三段。
下段（P1s1）：为6上煤层与5号煤层中间段，大部分为灰白粗砂岩，上部为砂质泥岩，砂岩不稳定，有时全部变为砂质泥岩，粗砂岩局部含砾（K3），为山西组与太原组的分界标志层，本段厚度变化在5m～32m，平均16m。
中段（P1S2）从5号煤层底至3号煤层顶部砂岩底，由3、4、5号煤层及相间的砂岩、泥岩组成，3号煤在本区不可采，4、5号煤在本区可采，本段平均厚度35m左右。
上段（P1S3）：从3号煤层顶部砂岩底至下石盒子底部砂岩，顶部为深灰色砂质粘土岩，局部变为砂质泥岩、泥岩，泥岩中含丰富的植物化石。上部为浅灰色、灰色砂质泥岩、泥岩与灰白色粗砂岩互层。下部主体为灰白色粗砂岩，局部含砾，不稳定。
本组地层厚度61.61m～135.94m，平均95.74m，全区分布，与下伏地层太原组（C3t）整合接触。区内及周边无出露。
2、下石盒子组（P1x）：由紫红色、绛紫色砂岩、砂泥岩、泥岩，灰、灰绿色砂质粘土岩，灰白黄色粗砂岩组成。划分上下两段。
下段（P1x1）：上部为紫色粗砂岩、细砂岩、砂泥岩、泥岩互层，中下部为厚层状紫色砂岩、杂色砂质泥岩，底部为灰白、黄色粗砂岩（K4），局部含砾，成为与山西组的分界标志。
上段（P1x2）：上部主要为紫色砂质泥岩夹灰绿色粗砂岩，下部紫色砂质泥岩、砂质粘土岩与砂岩互层，砂岩局部含砾。
本组区内厚度53.27m～119.98m，平均94.15m，与下伏山西组（P1S）整合接触，出露于井田南界。
3、上石盒子组（P2s）：为紫色砂岩、砂质泥岩、泥岩互层。区域厚度大于290m，在井田内残存厚度0～96.26m，与下伏地层整合接触，出露于井田西部各沟谷中。
四、第三系上新统（N2）
主要为红色，砖红色粘土，局部为粉砂质粘土。夹钙质结核层。本统地层赋存厚度0～20m，一般厚度在10m左右，钻孔中未见到。与下伏地层不整合接触，零星出露于各沟谷中。
五、第四系（Q）
1、上更新统马兰组（Q3m）：广布全区。为浅黄色黄土层。含钙质结核，厚度变化0～152.17m。
2、全新统（Q4）：为近代风积沙，冲洪积砂砾层，淤泥、残坡积物等。本统厚度0～8m，零星分布在沟谷及其坡上。
六、构造类型
本区构造和准格尔煤田总体构造形态有所差别，宽缓的老赵山梁背斜从井田东南部南北向通过，井田中部转为北西向，井田西部又转为东西向，在井田西界外与田家石畔挠折带交汇，背斜轴方向变化可能与田家石畔挠折带的挤压作用有关。由于老赵山梁背斜井田构造分为两部分：背斜北翼为东南高，西北低的单斜，倾角3°～4°，在单斜上又有微弱波状起伏。背斜南翼地层走向变化较大，井田中部地层走向为北北西向接近南北，到井田西部地层走向变为北西西接近东西，背斜南翼地层倾角5～7°。
田家石畔挠折带北西方向从井田的西南角通过，挠折带南翼下降，北翼上升，挠折深度大于300m（根据地层推测）。使井田西南角煤层下降到300m以下。地层倾角40～50°，井田在此小区段难以开采。所以田家石畔挠折带为井田西南角开采边界线。34号孔与263号孔相距240m，挠折带的位置按要求已经控制在150m以内。井田外东侧有党家阳坡正断层，走向北东20°，倾向北西倾角70°，落差30m，从井田东界外通过。有42号孔与247号孔、M2孔与247号孔两处控制，摆动位置不会进入井田。对煤层开采无影响。
本次勘查在麻地梁井田内未发现断层，在4线以东先期开采地段内，根据勘查成果煤层底板等高线所示不会有大于10m的断层。2线以西地层走向变化大，由大于2000m网距控制，对构造的控制不严有可能有断层存在。
井田内外无岩浆岩侵入。井田内未发现陷落柱。综上所述本区构造属简单类型。