祁漫塔格地区的地层出露较齐全,主要包括古元古代金水口群中深变质岩系;中元古代到新元古代冰沟群浅变质岩系、碳酸盐岩和碎屑岩;早古生代滩间山群中浅变质岩、陆源碎屑岩、中基-中酸性火山岩、碳酸盐岩;晚古生代晚泥盆世陆源碎屑岩、生物碎屑灰岩及中酸性火山岩;早石炭世碎屑岩、含生物碎屑碳酸盐岩;晚石炭世和石炭-二叠纪含生物碎屑碳酸盐岩;中生代晚三叠世中酸性火山岩;新生代古近纪、新近纪陆相碎屑岩及广泛发育的第四纪地层。
区内断裂构造发育,以EW(或NWW)、NE、NW和向北突出的弧形断裂构成区域性断裂构造的主体,其中EW(或NWW)向断裂由那陵格勒隐伏断裂、昆中断裂和鲸鱼湖断裂组成,构成区内规模宏大的断裂构造系,并形成该区主体构造格局。NE向断裂由阿尔金断裂、白干湖-大通沟断裂、鸭子泉蛇绿混杂岩带及韧性剪切带组成。
祁漫塔格地区岩浆活动频繁,尤以早古生代和晚古生代-早中生代,特别是晚古生代-早中生代的花岗岩类岩浆活动最为频繁和强烈。花岗岩类岩石的空间分布近NWW-SEE向或EW向,而且由北向南、由西向东花岗岩的时代具有由老变新的趋势。早古生代晚期及晚古生代早期的花岗岩体主要出露在祁漫塔格山北坡鸭子泉断裂以北地区;晚古生代中期的花岗岩广泛分布于祁漫塔格山及求勉雷克地区;晚古生代晚期的花岗岩主要出露在祁漫塔格山南缘和鸭子泉断裂和大九坝断裂带上;而早中生代花岗岩集中出露在祁漫塔格山以南。
岩石类型包括闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石英正长岩及正长花岗岩等,其中尤以花岗闪长岩和二长花岗岩分布范围最广。