区内地层发育较为完整，自老到新地质年代有：寒武系、泥盆系、石炭系、上三叠系、下侏罗系、上白垩系、第三系和第四系。与贵东岩体北部不同，贵东岩体的南部迄今为止还没有发现有前寒武纪的地层（广东省区域地质志）。
1. 寒武系（∈）
出露于岩体的东北部和南部的零星区域，为轻微变质泥质岩，由灰黑色千枚况状页岩、板岩或灰质页岩及硅质岩（变质云母砂岩、石英砂岩、石英岩）组成。
2. 泥盆系（D）
（1）中下泥盆系桂头群（D1-2）厚度500米以上
下部：灰—灰黑色或浅紫色块状石英砂岩和砂岩为主，夹粉砂岩及页岩，靠底部还有烁石层。
上部：为浅色石英砂岩，往下还见有浅色厚层状含砾石石英砂岩，底部夹有1～2米左右的砾岩数层。
（2）中泥盆系东岗岭组（D2）厚度约500米
下部：浅色泥质粉砂岩、钙质泥岩，偶见薄层砂岩，夹浅色泥灰岩，近底部泥质粉砂岩中含铁质，靠顶部为泥灰岩，钙质粉砂岩和灰岩组成。灰岩中有瘤状、条带状构造，中间夹青灰色钙质泥质岩，偶尔有砂岩薄层，底为青灰色钙质白岩薄层。
下部：泥灰岩含铁质较高，铁、铜、硫、铅、锌主要贮存此层中。如礤下陈村，周陂龙田、坑尾肖屋、山尾，新江凉桥，铁龙新子山，松塘中村等铁矿或多金属矿多是产于该地层中，此层盛产腕足类化石。
（3）上泥盆系（D3）厚度1125米，由天子岭组及帽子峰组组成
天子岭组
中下部：为中厚层状，花斑状灰岩夹薄层状粉砂质灰岩（花斑是白云质及泥质组成），嵌于灰岩中，可互相连成条带，瘤状构造，在厚层状灰岩中可见有同心环状的“藻类化”痕迹，最底有薄层泥质灰岩，厚度为725米。
上部：灰—深灰色，薄层泥质灰岩，产腕足类化石，云南贝YunnaneiIa及短咀贝PoaronYnenasP,厚度达100米。
帽子峰组
钙质页岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，有管状砂岩及管状粉砂岩，颇有特征，尚有炭质页岩及中粒砂夹层，厚度达300米。
3. 石炭系（C）
本系岩层厚度1040米，由下石炭统孟公坳段、测水段和梓门桥段及中上石炭统壶天群组成。主要分布于滃江流域一带丘陵地区，整合覆盖于泥盆系之上。
（1）下石炭系孟公坳段（C1Ym）：为浅海相碳酸盐与砂泥质沉积物，其岩主要为灰岩、泥灰岩、钙质砂页岩，厚度大于160米。
（2）下石炭系石凳子段（C1ds）:属浅海相碳酸盐建造，岩性为深灰色，中厚层状灰岩夹页岩含贵州珊瑚(Kweienowphyuon,sp)长身贝(Gigantoprodctos,sp)及海百合茎厚度大于250米。
（3）下石炭系测水段（C1dc）：为海陆交互相含煤砂页岩组成，岩性以粉砂岩、页岩夹灰岩、含菱铁矿结核，在炭质页岩中见有7～11层煤线，可采煤层3～7层，岩层厚度170米。
（4）下石灰炭梓门桥段（C1dz）：岩性特征为中厚层状，灰至深灰黑色灰岩，间夹泥岩，含燧石条带，厚度不清，与中上石炭系壶天群呈过渡关系。
（5）中上石炭系壶天群（C2+3），岩层总厚度460米，整合于下石炭系之上。
浅白色、浅红色或灰白色厚层状灰岩，白云质灰岩，上部富含燧石条带，下部稍含燧石结核。
4. 上三叠系（T3）
为海陆交错相碎屑沉积岩，岩性为石英砂岩、粉砂质泥岩夹煤层（无工业价值），底部含有烁石层，岩层厚度大于400米。呈角度不整合于中上石炭统壶天群之上。
5. 下侏罗系（J1）
仅见下侏罗系兰塘群，为海陆交错相含煤碎屑沉积岩。岩性下部为砂页岩，砾岩夹灰岩及煤层（厚度小、煤质差，无工业价值）；上部为砂页岩，砾岩，总厚度大于1000米。不整合于古生代下石炭系或泥盆系之上。
6. 上白垩系（K2）
出露于翁源县城往北至坝仔一带，见有白垩系灯塔群陆相红色碎屑沉积物。岩性特征，底部为砾岩层，中部为含钙质，凝灰质砂岩及页岩，上部为流纹岩，凝灰岩组成，岩层厚度350米，不整合于泥盆系或石炭系之上。
7. 第三系（R）
仅在翁源县城东北桂竹水库北面有发现，为第三系丹霞群，由陆相碎屑沉积物，红色砂砾岩组成，厚度为130米，不整合于泥盆系之上。
8. 第四系（Q）
广泛分布于山间洼地凹陷地带和山坡地段的堆积、冲积层，由砂砾岩和粘土组成的植被层；在河流或溪流两岩的缓冲地带则由粘土和砂砾组成的阶地（梯田）或冲积小平原（现有农田）。
