（一）侏罗系
1.中侏罗统
三尖铺组（J2s）
该组主要分布于金寨江店、六安独山、三尖铺、石船、凤凰台和霍山伍家庙、山王河等地。三尖铺组岩性可分为三段（图2-6）：
下段以紫红色、紫灰色砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩组成为主，中厚层状，韵律发育，细碎屑含量较少，厚595.78 m；中段（27～75层），以细砂岩、粉砂岩发育为主，并在粉砂岩内富含钙质、粉砂质结核层为特征，韵律发育，常以2～20 m左右的粗砂岩—中细砂岩—粉砂岩—含结核层的韵律连续分布为特色，厚874.41 m。
上段以紫红色、紫灰色厚—巨厚层中粗—粗粒含岩屑长石砂岩，石英长石砂岩为主，往上砾岩夹层或砾岩层及含砾粗砂岩逐渐增多，层内间夹有大型板状或槽状交错层以及虫孔构造，层厚增大，层间有时夹有极薄层状紫红色泥岩（图版1-7～2-4）。
图2-6 霍山但家庙—六安凤凰台三尖铺组凤凰台组路线剖面图
从三尖铺组整个发育层序上看，下段呈现出辫状河相沉积。粒度往上变细，岩性以底砾岩、砾岩为主，砾径一般小于0.3 m，砾石分选、磨圆极差，上部灰色泥质粉砂岩夹厚层砂岩；中段为河湖相到局部浅湖相沉积。岩性以灰色、褐色粉砂质泥岩、粉砂岩夹细砾岩、砾岩层，楔状、槽状交错层理发育，小型斜层理、水平层理、生物遗迹常见，粒度呈正粒序；上段为网状河流相沉积，粒度往上变粗呈反粒序层理，灰色、浅褐红色含砾砂岩、砂砾岩与厚层中细砂岩互层，发育大型槽状交错层理及楔状斜层理。
凤凰台组（J2f）
凤凰台组呈东西向带状分布于大别山麓的北缘，绵延近200 km，它由一系列大小不等的冲积扇相互衔接沿盆地边缘呈裙带状超覆于三尖铺组之一，它的岩性主要由岩屑砾岩、砂砾岩、含砾砂岩夹砂岩透镜体所组成，路线剖面位于六安市张家店凤凰台（图2-6）。
凤凰台组由3个沉积成因单元构成：J2f1下部杂色、灰紫色砾岩，正砾岩为主，透镜体砂岩及斜层理发育，冲刷界面频繁出现；上部为巨厚层副砾岩；J2f2下部灰色、灰紫色巨砾岩夹细砾岩、砾质砂岩透镜体，上部为巨厚层砾岩、副砾岩比例大，最大砾径可达1.3 m；J2f3层序与J2f2相同，上部偶夹砾质砂岩透镜体。凤凰台组为典型的以碎屑流为特征的冲积扇沉积，三个成因单元分别构成了3次明显的反粒序沉积过程。
2.上侏罗统
毛坦厂组（J3m）
毛坦厂组广泛出露于金寨、霍山、舒城等地，本组厚996 m。下部以灰、灰绿色中—厚层安山质角砾凝灰岩、凝灰角砾岩、气孔安山岩、辉石安山岩为主，夹灰黄色、灰黑色砾岩、砂岩和页岩（图版2-5～4-4），厚907 m，含双壳类、腹足类、叶肢介等化石。上部为灰白色中厚层硅化粗面质晶屑凝灰岩，厚89 m。在霍山、九井一带，本组岩性较单调，主要以凝灰角砾岩、粗面质晶屑凝灰岩、凝灰岩，与凝灰质砂岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩交互出现，组成喷发韵律，厚1033 m。由晓天往西，至金寨县丁埠、青山、金岗台等地，毛坦厂组以中性火山岩为主，厚度猛增至2583～5239 m。
毛坦厂组由3个成因地层单元构成：J3m1为安山岩、安山凝灰岩与火山角砾岩、凝灰质砂砾岩构成6个中酸性火山喷发旋回；J3m2为灰色薄层含粉砂泥岩，含叶肢介等反映火山喷发间隙发育的湖泊沉积环境；J3m3安山岩、粗面质晶屑凝灰岩构成3个中酸性火山喷发旋回。总之毛坦厂组为氧化—半还原环境的火山喷发岩夹滨湖相沉积岩。
毛坦厂组火山碎屑岩的堆积方式包括正常的火山碎屑堆积、火山碎屑流堆积和火山泥石流堆积三种主要的方式。
图2-7 霍山县落儿岭钓鱼台实测黑石渡组剖面图
黑石渡组（J3h）
该组厚309～1110 m，可分两段。下段为一套灰、深灰、黄绿、紫红色凝灰质砾岩、粗砂岩与凝灰质砂岩、粉砂岩、钙质页岩互层，厚231 m，与下伏毛坦厂组呈假整合接触。上段为灰黄、棕黄色中—厚层凝灰质砾岩、砂岩与青灰、黄绿色泥质砂岩、钙质泥质页岩互层，间夹泥灰岩透镜体，厚79 m。本组含丰富的化石。区内黑石渡组分布比较广泛，但厚度变化较大，肥东县响导铺地区厚598 m，霍邱县茨墩一带厚仅172 m，而在舒城晓天一带则达1338 m，霍山县落儿岭钓鱼台实测黑石渡组剖面见图2-7。
黑石渡组底部砾岩为冲积扇沉积，砾石成分复杂，大部分为中基性火成岩、变质岩、石英岩等，分选差、磨圆中等至差，发育冲刷面。下段为河流相沉积发育多个旋回，旋回厚度往上减薄，旋回底部发育冲刷面，其上砾岩，略具定向，显示水平层理，其所夹砂岩透镜体中发育交错层理，再往上砂岩中发育板状交错层理，槽状交错层理，顶部为泥岩、粉砂质泥岩沉积，水平层理发育，虫迹发育。该组上段为湖泊相沉积，为一套灰色粉砂质泥岩夹含砾砂岩、细砂岩，发育层间滑动构造、交错层理、脉状层理、透镜状层理以及虫迹发育（图版4-5～5-8），含钙质结构特点，产双壳类、叶肢介、腹足类、介形类、植物等化石，属滨浅湖亚相沉积。在该组下段局部可见到大型板状交错层理发育的巨厚层细砂岩的风成沉积。
（二）白垩系
1.下白垩统
晓天组（K1x）
晓天组仅出露于舒城县晓天一带，晓天组产丰富的双壳类、叶肢介、腹足类、介形类、植物和鱼类化石。其岩性可分为上下两段：上段以灰绿、深灰色泥岩、页岩为主夹薄层的粉砂岩、细砂岩，化石丰富；下段为黄褐、褐灰色粉砂岩、细砂岩、安山质火山砾岩、砂岩、产植物化石。
晓天组属火山口湖泊相沉积。该组下段为滨浅湖亚相沉积，沉积了黄褐、黄灰色调的砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩，发育小型斜层理，产植物化石；该组上段为半深湖亚相沉积，沉积了细粒碎屑岩，颜色深灰、灰绿、灰黑的以页岩、泥岩为主的岩石类型，水平层理发育，化石种类和数量多为特点。
2.上白垩统
白大畈组（K2bd）
该组地层分布于金寨—霍山一带，为一套紫红、紫灰色粗面质火山岩系，其上与戚家桥组灰、暗紫红色中-厚层砾岩与砂岩呈不整合，其下不整合于晓天组等老地层之上。
在区域上该组岩性存在着变化，在霍山诸佛庵为粗面质岩及凝灰质砂、砾岩，在舒城晓天黄石滩为粗面质凝灰岩，在金寨青山、古碑一带为英安质、流纹质、粗面质火山岩夹凝灰质砂岩等，厚度的变化较大，89～1180 m。
白大畈组属火山碎屑岩相沉积，依据火山碎屑的搬运、沉积方式，火山碎屑岩相又可分为陆上降落火山碎屑堆积、火山碎屑流堆积和火山泥流沉积等亚相。
戚家桥组（K2q）
该组地层主要出露于六安黄家窑、双河镇、石婆店、戚家桥等地。本组下部为紫红、砖红色厚层砾岩、砂砾岩，夹含砾砂岩；上部为砖红色、棕红色含砾砂岩与砂砾岩互层，夹砂岩，含钙质结核。六安黄家窑往西至金寨县白大畈处，戚家桥组岩性略变细、变薄厚度约607 m。
该组为氧化环境冲积扇相沉积，厚层—巨厚的砖红色砂砾岩，普遍含钙或钙质结核，砾石成分复杂，分选和磨圆度差等为特点。
（三）古近系
定远组为陆相河湖沉积，其中以湖泊相最为发育，分布广、沉积厚度大。河流相发育于该组下部，岩石类型为红棕、灰紫色砾岩及中粗粒砂岩，砾石分选差，次棱角状，成分复杂，中粗砂岩具大型交错层理，底部有冲刷面，其上粒度变细，由砖红色细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组成，在泥质粉砂岩中局部具水平层理。湖泊相又可分为淡水湖相和盐湖相。前者又可分为湖泊三角洲亚相、滨湖—浅湖亚相和半深湖亚相，后者可分为硫酸盐期盐湖亚相和氯化物期盐湖亚相。湖泊三角洲亚相仅分布于盆地东北缘，范围不大，发育于该组五段中部，三角洲砂体具有向上变粗的垂直层序，底积层为深湖相泥岩、粉砂质泥岩，具水平层理，含少量植物化石，往上为泥质粉砂岩、中粗砂岩，砂岩结构成熟度低，块状构造，一般不具交错层理。