地层

乌审旗内出露地层比较简单，除第四系广布外，仅出露白垩系下统志丹群第三段。个别地方地质队施工时揭露了白垩系下统志丹群第二段及侏罗系中—上统安定直罗组。所见地层均为陆相碎屑沉积。由老到新分别是：

一、侏罗系中-上统

旗内除纳林河乡大草湾外大部分地区未见出露，其上部为紫红、灰绿、灰紫色砂岩、泥质砂岩、泥岩组成的交互层，含褐铁矿氧化晕；下部颜色变深，以灰、蓝灰色石英砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，局部夹暗红色砂岩及泥质砂岩。旋迵较清楚，含星点状黄铁矿及碳化植物碎屑。地质队施工时揭露厚度202.68米，未见底。

二、白垩系下统

（一）志丹群第二段

旗内仅在纳林河大草湾揭露了该层。该层由棕红紫褐色细—粗粒长石砂岩、粉砂岩、泥岩和砾岩组成。粒度变化显著，砂岩发育巨型向底部收敛的同向斜层理，泥岩发育泥裂。底部以紫红色泥岩为主，与下伏侏罗系呈假整合接触。厚度变化较大，一般58～392米。

（二）志丹群第三段

在全旗分部很广泛，主要出露于北部和旗内各个梁地上。岩性横向变化大。在浩勒报吉乡、乌审召苏木、嘎鲁图庙以东及其南部，为一套棕紫红色细—中粒长石砂岩中夹紫红、褐红色泥岩、泥质粉砂岩。泥岩发育泥裂，具水平层理。粉砂岩具斜波状或波状层理。砂岩碎屑成分有石英、长石、云丹、角闪石、石榴石等。长石多风化成白色高岭土，胶结物为泥质及钙质，胶结形式主要有基底式胶结和接触式胶结，分选差，富含泥砾及少量细砾石，多沿斜层理底面排列，显示粒度变化规律。在浩勒报吉乡、乌审召苏木、嘎鲁图庙以西及以北，则为黄绿、灰绿、青灰色长石砂岩及硬砂质长石砂岩，中夹紫、褐绿色泥岩、粉砂岩条带。下部粒度变化，规律性明显，由含砾粗中粒砂岩、中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩组成厚度达70米以上的沉积层。上部几乎全为块状粗中粒砂。岩砂岩发育斜层理，普遍含咖啡色、紫红色泥砾及铁化植物泥岩发育泥裂，具水平层理、斜波状层理，偶具虫痕。本段厚263～920米。

三、第四系

旗内第四纪沉积物分布广泛，成因类型多种多样，但一般厚度不大，其分布受到地貌的严格制约。由老到新分别是：

（一）上更新统萨日乌素组

主要分部于旗西南和东部的冲积湖积平原。为晚更新世早期的河湖相沉积，岩性为黄、灰黄、灰绿色粉细砂，夹含钙质结核的黄土状砂粘土和粘砂土，具水平层理和交错层理。砂层中含古人类“河套人”化石、哺乳动物化石、旧石器。由于白垩系顶面起伏不平，本组厚度变化较大一般厚40～60米，成厚可达130多米。

（二）上更新统马兰组

主要分部于旗南部的黄土梁上。时代为晚更新世后期。岩性以土黄、浅黄色粉砂为主，其次细砂及粘土，质地疏松，易崩塌，垂直节理发育，含钙质结核。黄土成因以风积为主，其次有洪坡积。厚度各地不一，一般5～50米，本组不整合复于各老地层之上。

（三）全新统湖积及化学沉积层

分部于全旗各现代湖泊及较大的积水洼地中。岩性为灰白、灰黑色具可塑性和腐臭味的淤泥，其中含芒硝、盐等。厚1～4米。

（四）全新统冲积洪积层

主要分部于无定河、纳林河的河漫滩及一、二级阶地上，呈条带状延伸。岩性为灰黄色、浅黄色细中砂及砂砾石层。松散，分选差，具水平层理或斜层理，沿层面有砾石及泥灰质团块富集。不整合复于萨日乌素层或白垩系下统志丹群第三段、第二段之上。厚度5～20米。

（五）全新统风积层

旗内分布广泛，由新月形砂丘、草丛沙丘等组成。岩性为灰黄色、黄褐色中细砂、粉细砂，结构松散，颗粒均匀，磨圆度中等，成分以石英为主。由西北向东南，粒度有由粗变细的趋势。本层不整合复于各老地层之上。厚度1～30米。

构造

在构造体系上，乌审旗位于鄂尔斯盆地的中部。鄂尔多斯盆地是两个构造体系的重接复合。一方面，鄂尔多斯盆地位于新华夏构造体系最西部的第三沉降带中，以阴山构造带与北部的呼伦贝尔—巴音和硕盆地分开，以秦岭构造带与南部的四川盆地分开；另一方面，鄂尔多斯盆地也是祁（祁连山）吕（吕梁山）贺（贺兰山）山字型构造的东侧马蹄形盾地。鄂尔多斯盆地正是这两个构造体系中构造形迹相对微弱的地块。所以在作为鄂尔多斯盆地组成部分之一的乌审旗内岩层褶皱、断裂、节理、劈理等地质构造现象很不发育。地层产状近于水平，未见火成岩活动。

鄂尔多斯盆地主要形成于中生代，印支期开始下陷沉降，接受了巨厚的中生代沉积物。早在白垩纪晚期，由于燕山运动第二幕的影响，鄂尔多斯盆地开始上升，缺失了白垩系上统地层。由于喜马拉雅运动的影响，第四纪以来，包括乌审旗在内的鄂尔多斯盆地广大地区发生了区域性大面积的缓慢上升，在地形上形成了现在的鄂尔多斯高原。无定河的深切“V”字形河谷、断续发育的三级阶地都是新构造上升运动的明证。

乌审召隆起位于独贵加汗洼陷之南，系中生代、古生代继承性隆起。有3排东西向二级构造带。

一、鸡儿庙至达拉吐鲁长垣，东起纳林希里达拉什鲁召，是东西向连续高带。

二、乌审召至科保庙长垣，东起红碱淖，西至科保庙，是东西向的连续高带，有察汗淖隆起、苏吉隆起、红碱淖隆起。

三、道图至芒哈图长垣，东起道图，西至乌杜淖，有道图海子、巴音希里、芒哈图庙、嘎鲁图、毛脑海庙等局部构造隆起。