奥陶系，仅出露下统三道坎组和桌子山组，缺失中上统。下统三道坎组，分布在乌

达以西，岩性主要为浅灰色石英砂岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩、泥质白云岩，厚50~198米。下统桌子山组，分布在乌达以西，上部岩性为灰、深灰色厚层灰岩夹燧石结核灰岩，中下部为深灰色厚层石灰岩夹黄色及浅褐色斑块状灰岩，厚240~570米。是化工、建材的重要矿产资源。

石炭系，广泛出露于五虎山、苏海图、教子沟、陈家沟、梁家沟及查干浑迪以西地区，仅出露中、上统，缺少下统。中统本溪组，岩性以灰黑、灰褐色砂质页岩、黏土岩、中粗粒砂岩为主，总厚度434~1650米。上统太原组，岩性主要为灰黑色粉粒砂质页岩、页岩、中粗粒砂岩、煤层夹砂岩，是乌达地区的主要含煤层位之一。

二叠系，主要分布于陈家沟、五虎山以西地区，岩性主要为砂质页岩、黏土岩、凝灰质砂页岩夹煤层。下统山西组厚47~170米，下统石盒子组厚41~172米，上统上石盒子组厚402米，其中，下统山西组含煤丰富，赋存较厚的可采煤层，具有很大的工业价值。

第三系，出露于五虎山以东，岩性主要为砂砾岩、砂岩、泥岩、泥质砂岩，地层总厚度大于600米。

第四系，大面积分布于乌达新区及三道坎等地，主要为冲洪积半胶结状砂砾石层、砂质黏土等，最大厚度大于240米。

乌达地区所处大地构造位置为华北地台鄂尔多斯西缘坳陷带的西北部，经过漫长的地质构造演化过程，形成了由太古界构成的近东西向结晶基底，由古生界构成的南北向沉积盖层。

贺兰山北段褶断带，查干浑迪向斜，位于五虎山西查干浑迪一带。向斜轴呈近南北向展布，延伸大于12千米。其核部为二叠系，两翼为石炭系。向斜西翼完整，东翼被断层破坏。五虎山断裂，位于五虎山一带，主要由南北向断层组成，东西向断层次之。南北向断层规模较大，延长大于10千米。乌达南北向断陷带，位于五虎山以东至甘德尔山之间，因喜马拉雅运动影响，产生近南北走向断陷，呈一地势低洼的南北向槽地，黄河由南向北经此地带流过，故称黄河地堑。该地带东西宽5?14千米。