泥盆系境内只发育有中泥盆统和上泥盆统地层。主要分布于武功山南麓、陈山南北两侧,以及永新、莲花、井冈山拿山乡、泰和桥头乡湛口、遂川禾源乡等地。
泥盆系中统分跳马涧组及棋子桥组。跳马涧组上部岩性为紫红色、灰黄色石英砂岩,砂质页岩,粉砂岩;下部为石英砂岩、石英砾岩,厚度161 -782米。与下伏地层呈不整合接触;棋子桥组岩性为白云岩、页岩、砂岩,盛产腕足类化石,厚度26 - 104米。泥盆系上统在境内有两个沉积相,西南部、中部为浅海相地层,而东北部则为陆相地层。上统浅海相地层分余田桥组和锡矿山组。余田桥组岩性为灰绿色、 紫红色细粒长石石英砂岩、粉砂岩夹凝灰岩。产弓石燕、帐幕石燕等腕足动物化石,厚度110 -680米; 锡矿山组岩性为石英砂岩、页岩、泥灰岩。含赤铁矿1 ~ 5层(宁乡式铁矿矿层层位),盛产穹房贝、云南贝等腕足动物化石,厚度47 - 249米。上统陆相地层分中棚组及三门滩组。中棚组岩性为灰白、灰黄色中厚层状中粗粒石英砂岩、含砾石英粗砂岩和石英砾岩,厚度200米;三门滩组岩性为灰黄、灰紫色砂岩、粉砂岩夹页岩和透镜状赤铁矿。产亚鳞木、斜方薄皮木等植物化石,厚度477米。
石炭系主要分布在莲花、安福、永新、遂川、井冈山拿山乡、峡江水边镇、吉水八都镇、吉安县敖城乡新居等向斜盆地的边缘。本系沉积和上泥盆统一样,由西向东由海相至海陆交互相至陆相依次沉积超复,在同一时期内有着不同特征的沉积组合。分上、下两个统。
下统下部依其沉积相不同分别命名为岩关组(海相)、黄龙组(海陆交互相)、华山岭组(陆相)。下统上部分别命名为大塘组(海陆交互相)、梓山组(陆相),它们是同期异相产物。岩关组岩性为灰色厚层状灰岩夹钙质页岩、砂岩,产假乌拉珊瑚,厚度50米;而与其同期异相的横龙组岩性为砂岩、粉砂岩、 页岩、钙质页岩,产擂鼓台始唱贝、亚鳞木等动植物化石,厚度103 ~ 360米;陆相的华山岭组其岩性则为紫红色页岩、砂岩,产亚鳞木化石,厚度452米。大塘组又可分为下、中、上三段。下段称石磴子组,其岩性为灰黑色灰岩,产贵州珊瑚化石,厚度45米;中段称测水组,其岩性为凝灰质石英砂岩、粉砂岩、页岩夹劣质煤,底部为石英砾岩,产脉羊齿等植物化石,厚度大于175米。上段称梓门桥组,其岩性为灰色白云岩夹粉砂质页岩,产棚珊瑚化石,厚度大于20米;而与大塘组同期异相的陆相地层,称为梓山组,即梓山煤系,系其岩性为灰白、灰紫色中薄层石英砂岩、粉砂岩夹炭质页岩和数层不稳定的薄煤层或煤线,产须羊齿、羊齿等植物化石,厚度128米。
上统划分为黄龙组和船山组。江西省内总称黄龙组(由于黄龙组和船山组两套地层系连续沉积,且均以灰岩为特点,缺乏标志层和明显地质界线,所以统一划分为黄龙组和船山组)。黄龙组岩性为灰、灰白色、淡红色中厚层状白云岩、灰岩,产珊瑚、类化石,厚度65〜185米;船山组岩性为灰白色厚层状灰岩,灰岩质纯,岩溶发育,盛产蜒类和珊瑚化石,厚度240 ~ 400米。
二叠系主要分布在莲花、安福、永新、井冈山、吉安等向斜盆地中,峡江、永丰、吉水等县有零星出露。整个二叠系地层岩性特征在境内十分稳定,分为上、下统。
下统分栖霞组和茅口组。栖霞组岩性为深灰、灰黑色中至厚层状、块状灰岩、含泥质、燧石条带和团块, 盛产珊瑚、蜒类等动物化石,厚度58 -320米,与石炭系上统成整合接触;茅口组岩性为灰色致密块状灰岩, 含燧石结核,下部发育有炭质页岩及薄层灰岩。局部地区上部有一套质纯的硅质岩、风化后成粉末状,形成粉石英(如安福洲湖粉石英矿即此),产乌鲁希腾贝、戟贝、希瓦格蜒等化石,厚度135 -750米。
上统分龙潭组和长兴组。龙潭组地层以赋煤为特征,共有30~40个煤层。分A,B,C三个煤组,形成煤系,三个煤组统称龙潭煤系,是境内赋存无烟煤的主要层位。该组地层自下而上可分为官山、老山、 狮子山、王潘里四个段。官山段岩性为灰黄、灰黑色中厚层粉砂岩、细砂岩夹炭质页岩及多个煤层,构成的煤组习称A煤组,产大羽羊齿等植物化石,厚度90 ~ 210米;老山段为灰色、紫红色细砂岩、炭质页岩夹多个煤层,构成的煤组习称B煤组,厚度23〜377米;狮子山段为灰色细粒石英砂岩,不含煤,习称狮子山砂岩,厚度20 -30米;王潘里段为灰色粉砂岩,细砂质泥岩夹24个煤层,煤层构成的煤组习称C煤组,厚度30〜206米。整个龙潭组地层,为一套海陆交互相地层,它与下伏地层呈整合接触。长兴组岩性单一,为深灰色厚层状白云质灰岩,习称长兴灰岩。产古蜒化石,厚度25〜270米。
综观境内整个古生界地层,产有多种沉积矿产,主要有锡矿山组的宁乡式铁矿;下石炭系梓山组的无烟煤;龙潭组的无烟煤;此外,黄龙组、船山组、栖霞组、茅口组、长兴组等地层中的灰岩,均可作水泥灰岩或建筑石材。同时灰岩发育的地区还富含岩溶水。