大青山东段位于内蒙古中部,华北地台北缘,属于西伯利亚板块与华北板块碰撞带范畴。研究区位于四子王旗南部,出露地层主要有中太古界乌拉山群,新太古界色尔腾山群,古元古界马家店群,新元古界震旦系什那干组,古生界石炭系栓马桩组,二叠系大红山组、脑包沟组、老窝铺组,中生界侏罗系的五当沟组、大青山组以及白垩系的李三沟组;岩浆岩有二叠纪的花岗闪长岩、三叠纪花岗岩以及晚侏罗纪的钾长花岗岩等。野外地质调查发现,本区主体构造格局受一套总体近EW走向的、大致以由南向北逆掩的逆冲推覆构造(以大青山逆冲推覆断层系为代表,其东西向延伸至少120 km,推覆距离大于11 km)所控制,另外辅以由北向南逆掩的逆冲推覆构造(以盘羊山逆冲推覆断层系为代表,区内东西延伸至少70 km,推覆距离7.1 km)。推覆岩席多处被剥蚀到主断面和下盘地层,可见发育众多飞来峰和构造窗。大青山地区的逆冲推覆构造体系主要由一系列规模大小不等的大致东西向延伸总体向南倾斜的叠瓦状逆冲推覆断层、夹持在在逆冲断层之间的构造片岩以及和逆冲断层相关的各种样式的褶皱所叠置在一起的逆冲推覆褶皱体所构成。本区逆冲推覆构造体系可能为区域上南北向挤压构造应力场和本区深部构造作用所控制,它的形成机制与华北板块和西伯利亚板块碰撞缝合过程密切相关。笔者认为推覆体形成时间至少为印支期以及燕山运动早期这两个时期。区内逆掩岩席之下的石炭系拴马桩组(P1s)和侏罗系五当沟组(J1-2w)的地层均为含煤层系,少数地段有含煤岩系“构造窗”出露,煤质较好,煤层较厚,为本区潜在的能源基地。