一、构　造
　　开封在大地构造上，处于中国秦岭--昆仑纬向构造体系与新华夏第二沉降带、华北坳陷复合交接部位。从全国地质构造和地貌格局看，属于华北坳陷盆地，为新华夏第二沉降带的组成部分。根据河南省大地构造分区，开封市范围分别所属5个级别构造单元。
　　华北地台　　一级
　　华北坳陷　　二级
　　开封坳陷　　三级
　　中牟凹陷　　四级
　　开封次凹（东吴——土柏岗次凹）　　五级
　　开封次凹为一中新生代形成的双断式次凹，走向东西，向东转向北东。该次凹沉降幅度大，构造活动和火山活动强烈，火成岩分布广泛。
　　开封次凹南依中牟斜坡，北有东西向的陡门断裂和杨寨断裂，南有东西向的开封断裂和中牟断裂，东部北东向的杨庄断裂和西北向的封丘断裂，虽距离稍远，但对开封有一定影响。同时，受开封断裂和陡门断裂影响，在两条东西向断裂的下降盘上发育了中央断裂背斜带（即柳园口断裂背斜带）。
　　控制开封次凹的主要断裂构造为开封、陡门、杨寨断裂以及柳园口断裂背斜带。均为东西向断裂构造，开封地质构造以东西构造体系控制为主。
　　（一）开封断裂　形成于中生代，为秦岭构造体系北支的东延部位上发育的一条东西向长期活动的大断裂。落差大，基底落差在万米以上；延伸远，东西延伸约80公里。市区位于其中段，向东落差渐小，并在兰考境内消失。其主要活动期在中生代和早第三纪初期。
　　（二）陡门断裂　形成于中生代，受中新生代构造运动的影响，下降盘沉降幅度大，即在6秒深的剖面上尚未见到基底反射，并在下降盘上接收一套中生界地层。主要活动期与开封断裂相同。
　　（三）杨寨断裂　形成于第三纪，为一开封交凹中受大断裂控制下派生的次一级断裂，东西延伸较短。因在市区北部通过，并发育在次凹次部，对开封次凹发育有较大的控制作用。
　　（四）柳园口断裂背斜带　发育在开封断裂和陡门断裂之间的下降盘上。该带受一系列北东方各断层控制，轴向北东，并向东北方向抬起。其上发育了众多的呈现东西和北东走向断层，地层破碎，多为断块构造。姜庄、门寨、铁塔、东漳等构造均发育在此断裂背斜带上。市区大部均位于背斜带上。
　　除直接控制开封次凹的断裂构造外，在开封次凹的周围，还有一些大断裂对开封次凹的地质构造有较大影响。其中主要是封丘断裂和杨庄断裂。
　　（一）封丘断裂　形成于中生代，走向北西，是中牟凹陷与东濮凹陷的分界断裂。基底最大落差约2200米，水平伸延72公里，主要活动期在中生代和早第三纪。
　　（二）杨庄断裂　与聊兰大断裂发育历史相近，是聊兰断裂的南延部分。走向北东，基底最大落差约6400米左右，长约25公里。新生代活动强烈，主要活动期在早第三纪。近代有较强的活动，对开封有一定影响。
　　开封次凹中生代和新生代早期地质构造以受东西向构造体系控制为主，从早第三纪开始，受东北向构造体系影响较大。
　　二、地　层
　　开封前寒武系和古生界地层是以太古界、元古界变质岩系为基底，上覆古生界地层。但古生界地层上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统地层缺失，且石炭二叠系地层为砂页岩和灰岩来煤层或砂页岩夹煤层，但煤层不厚。
　　中生界时开封断裂和陡门断裂开始形成，并在下降盘接收一套中生界地层，因上覆岩层巨厚，勘探未见到此套地层。但在黄河北的太平镇次凸上钻井遇到侏罗系124.5米，三叠系681米。岩性以棕色、灰白色粉砂岩、细砂岩，灰色泥岩互层为主。
　　开封境内新生界地层发育深厚，前新生界地层均被深厚的新生界沉积层所掩盖。根据钻井和物探资料表明，新生界厚度5000-9000米，前新生界顶部岩层普通为白垩系，与中生界地层成不整合接触。
　　开封地层中第三系分布普遍，厚度较大。其中下第三系厚约3000-6000米，地层齐全，从孔店组到东营组均有沉积。岩性主要为棕红色、棕色砂泥岩。上第三纪不整合于下第三系之上，厚度约2000-2500米，岩性主要为砂岩、页岩和泥岩。
　　开封地层中第四系发育完好，并平行不整合于第三系地层之上，总厚度约为400米左右，为松散沉积物所组成。
　　（一）下更新统(Q1)　厚约160-200米，为冰水——洪水冲积沉积物。岩性为灰绿色、棕黄色、棕色亚粘土、亚砂土及含砾中粗砂。具有混粒结构，含钙质结核及铁锰结核，有大量灰绿色团块及条带、锈块、锰染。致密块状，较坚硬，砂砾石分选差，呈现棱角或半棱角状。
　　（二）中更新统(Q2)　厚约70-80米，为古黄河冲积扇沉积，岩性主要为棕黄、灰黄色厚层中细砂、粉细砂、亚砂土夹薄层粘土。粉土质含量高，可见钙核、钙块，具有2-3层褐红色古土壤层或灰白色淀积层。铁锰结核含量较少，局部有锈染及灰绿斑和灰绿网纹。
　　（三）上更新统(Q3)　厚度约为50-60米，为古黄河冲积物堆积。岩性主要为灰黄色、浅黄色及少量青灰色中细砂、粉细砂，粉细砂夹多层亚砂土及亚粘土。内含较多的小钙质结核，具有多层结构特征，砂体分选较好。成分主要为石英、云母、长石、角闪石等。
　　（四）全新统(Q4)　厚约30-40米，为黄河冲积物堆积。岩性为灰黄、黄灰色轻亚砂土、亚砂土、亚粘土与厚层中细砂、粉细砂。具有明显的二元结构及波状、水平状层理。砂层呈片状分布，个别地段有冲积而来的钙质小砾石，磨圆度较好，普遍具有1-2层灰、灰黑色淤泥质层。
　　三、沉积发育过程
　　中生代以前，华北地台因升降运动曾有多次沉积过程发生，形成海陆交相地层和陆相地层。
　　中生代受印支运动，尤其是燕山运动的影响，华北地台活化，开封、陡门断裂开始形成，开封次凹沉积过程加速，在断裂下降盘上接收一套中生界地层。因上覆新生界地层深厚，市区地震剖面未见到此地层反射，但在黄河北荆隆宫次凹和太平镇次凸均见到此层地震反射。
　　早第三纪的沉积过程分为三个阶段。沙四——孔店组沉积阶段，开封、陡门断裂继续活动，市区北部的杨寨断裂开始形成。开封次凹接收了一套巨厚的沙四——孔店组河流相沉积，沉积中心在东吴——土柏岗一线，最大厚度约5000米。沙三段沉积阶段，以北东向断裂活动为主，杨庄断裂活动强烈，东西向的开封、陡门断裂和西北向封丘断裂活动减弱。受东北向断构造影响，沉降中心东移，开封次凹沉积厚度不大，为一套滨湖--浅湖相沉积。沙二——东营组沉积阶段，杨庄断裂活动减弱，沉积中心又向开封次凹转移。开封次凹接收一套完整的从沙二段至东营组的滨浅湖——河流相沉积，厚度在400-1500米左右。至此，从沙四——孔店组阶段至沙二——东营组阶段，开封次凹基本完成一个较完整的沉积旋回。其中沙三段至沙二段，火山活动强烈，有玄武岩层分布。
　　晚第三纪和第四纪为夷平覆盖期。早第三纪末期，地壳抬升，地层遭受剥蚀。随后，地壳整体下沉，尤其第四纪受喜马拉雅运动影响，下降速率更为显著，在下降过程中接收一套河流相和泛滥平原相沉积，并与华北盆地连为一体。