灵石东峪口断层延伸方向北北西，长约15千米。上盘上部为下古生界奥陶系白云岩，白云质灰岩、石灰岩组成，厚度500-600米；下部为寒武系白云质灰岩、鲕粒灰岩等连续沉积。下盘上部为上新统静乐组深红色土状堆积物，厚度20米；下部为巨厚层砾岩、砂砾岩层和含砂砾粘土，厚250米，二者角度不整合接触。其中上盘上升，下盘下降，断层面覆盖不可见，宏观上断层面倾向南西，倾角60°-70°，为高角度逆冲断层。东峪口断层是汾渭裂谷形成的南段主断裂，说明该地区于新生代构造仍强烈活动。