W budowie geologicznej obszaru arkusza wyróżniają się odrębne bloki o złożonej budowie wewnętrznej – fałdowo-zrębowa struktura Niecki Wilkoszyńskiej, (obejmująca część środkową arkusza), blok Jaworzna (na zachodzie) i północny fragment zrębu Cezarówki (na południu). Utwory budujące te struktury reprezentują trzy piętra strukturalne: młodopaleozoiczne piętro karbońskie, piętro mezozoiczne (obejmujące pełny profil triasu) oraz piętro kenozoiczne (Kurek i in.,1994, 1999).
Utwory karbonu na obszarze arkusza znane są z licznych wierceń i wyrobisk kopalnianych. Na powierzchni, w okolicy Jaworzna, odsłaniają się jedynie utwory górnego karbonu – westfalu, reprezentowane przez warstwy orzeskie i łaziskie (tabl. 1). Warstwy orzeskie (o miąższości nieprzekraczającej w tym obszarze 100 m) budują skały pelityczne – iłowce i mułowce z syderytami i pokładami węgla kamiennego (grupy 300). W profilu warstw łaziskich (o miąższości przekraczającej 350 m) dominują piaskowce gruboziarniste, wśród których występują nieliczne pokłady węgla kamiennego (grupy 200). Warstwy karbonu zapadają w kierunku południowo-zachodnim pod niewielkim kątem (10–15°), formując szerokopromienne struktury antyklinalne, poprzecinane dyslokacjami nieciągłymi.
Trias występuje niemal w pełnym profilu, poznanym zarówno z wierceń, jak i z licznych odsłonięć powierzchniowych. Trias dolny – pstry piaskowiec budują gruboziarniste, oligomiktyczne osady kontynentalne: żwiry, zlepieńce, piaski i piaskowce, o miąższości nie przekraczającej 30 m oraz morskie osady retu: dolomity, margle dolomityczne i wapienie margliste o miąższości do 30 m. Utwory triasu dolnego odsłaniają się na powierzchni u podnóży Pagórów Jaworznickich (od źródeł Byczynki na południu po Długoszyn na północy) oraz w okolicy Ciężkowic.
Trias środkowy – wapień muszlowy (osiągający miąższość 140 m), to morskie osady węglanowe, tworzące rozległe wychodnie w środkowej oraz południowo-zachodniej części arkusza. W dolnej części profilu są to wapienie i margle warstw gogolińskich, na których zalega seria epigenetycznych dolomitów kruszconośnych. Seria ta obejmuje pierwotnie wapienne warstwy górażdżańskie, terebratulowe i karchowickie, a lokalnie prawdopodobnie strop warstw gogolińskich. Z dolomitami kruszconośnymi wiąże się występowanie mineralizacji cynkowo-ołowiowej. Górna część profilu triasu środkowego to dolomity diploporowe oraz dolomity, margle i łupki ilaste warstw tarnowickich i boruszowickich.
Osady triasu górnego w postaci iłowców i mułowców z wkładkami wapieni znane są tylko z wierceń.
Neogen reprezentowany jest przez słodkowodne i brakiczne iły i mułki oraz piaski i żwiry, o miąższości do 10 m, tworzące nieliczne wychodnie w okolicy Ciężkowic.
Utwory czwartorzędu wykazują duże zróżnicowanie litologiczne i genetyczne. Najstarsze osady plejstocenu, pochodzące ze zlodowaceń południowopolskich, to gliny zwałowe i żwiry wodnolodowcowe. Z okresu młodszych zlodowaceń pochodzą piaski i żwiry wodnolodowcowe oraz piaski kopalnej doliny Przemszy i stożków napływowych, pokrywające środkową i północno-wschodnią część arkusza. Miąższość osadów plejstocenu waha się od kilku do 50 m. Na całym obszarze dość licznie występują piaski eoliczne, tworzące wyraźne ciągi wydm parabolicznych. Osady holocenu – piaski, mady i żwiry rzeczne oraz torfowiska niewielkich rozmiarów pokrywają dna dolin rzecznych.
Złoża kopalin. Pierwsza kopalnia głębinowa węgla kamiennego Fryderyk August, nosząca później nazwy Piłsudski i Bierut, została założona w 1795 r., a w latach następnych powstały inne kopalnie rządowe i prywatne (Ziemia…, 1969). Wydobycie prowadzono na terenie dzielnic Jaworzna: Śródmieście, Szczakowa, Dąbrowa Narodowa, Długoszyn i Byczyna (Proksa, 2008). W początkach eksploatacji najważniejszym problemem technicznym było odwadnianie kopalń. Zawodnienie powodowało, że głębokość wydobycia osiągała maksymalnie 80 m. Górnictwo węglowe na tym obszarze przechodziło różne etapy rozwoju, a w kopalniach stopniowo wprowadzana była mechanizacja urabiania i transportu, a także stosowana podsadzka płynna. Najdłużej działały kopalnie: Fryderyk August (Piłsudski-Bierut), Jacek Rudolf (Kościuszko-Sobieski) oraz Jan Kanty (Komuna Paryska).
Obecnie na analizowanym obszarze czynna jest tylko kopalnia ZG Sobieski (Pawłaszek, Jarosz, 2001) wydzielona z zamkniętej już KWK Jaworzno, wchodząca od 2005 r. w skład Południowego Koncernu Węglowego (Południowy…, 2005). Obszar górniczy ma powierzchnię 56,6 km², a zasoby wystarczą na kilkadziesiąt lat wydobycia. Zdolność produkcyjna kopalni sięga 2,7 mln t węgla handlowego rocznie. Roboty górnicze prowadzone są w pokładach 207, 209, 302 w odległych o kilka kilometrów rejonach: Piłsudski i Sobieski, połączonych wyrobiskami transportowo-wentylacyjnymi. W przyszłości eksploatacją zostaną objęte dodatkowo pokłady 208, 214, 301 i 304/2. Znaczna część obszaru górniczego ZG Sobieski znajduje się w południowo-zachodniej części arkusza.
ZG Sobieski należy do kopalń o największym dopływie wód dołowych do wyrobisk w Europie; sięga on 50 m³/min. Nadmiar wody niewykorzystywanej do celów technologicznych jest odprowadzany przez osadnik do Przemszy. Zakład eksploatuje pokłady węgla kamiennego warstw łaziskich i orzeskich (pokłady grupy 200 i 300) o miąższości wahającej się od 0,6 do 3 m. Wydobywany jest węgiel energetyczny o średniej kaloryczności 23 000 kJ/kg, zawartości popiołu 7% i zawartości siarki dochodzącej do 2,5%, który podlega przeróbce mechanicznej. Odpady przeróbcze lokowane są w wyrobiskach podziemnych. W zakładzie przewiduje się budowę instalacji do głębokiego zatłaczania słonych wód dołowych (Południowy …2005).
W zachodniej części arkusza znajduje się fragment obszaru górniczego nieczynnej KWK Jan Kanty, w której eksploatacja została zaniechana ze względów ekonomicznych.
Rudy cynku i ołowiu. Górnictwo kruszcowe ma wielowiekową tradycję na obszarze arkusza. Jego początki w okolicy Długoszyna, Jaworzna i Ciężkowic sięgają prawdopodobnie XIII w. W pierwszym okresie wydobycie rud Zn–Pb odbywało się metodą odkrywkową, a zasięg eksploatacji uwarunkowany był głębokością występowania zwierciadła wody (Molenda, 1960). Do końca XVIII w. głównym przedmiotem eksploatacji była galena. Rudę wydobywano z płytko zalegających gniazd i pokładów, występujących w obszarach zrębów tektonicznych oraz w strefach wychodni utworów triasu. Eksploatację prowadzono w kopalniach odkrywkowych, urobek poddawano prostym metodom płukania, a następnie wytapiano ołów i srebro.
Od początku XIX w. zaczęło dominować wydobycie rud cynku. Początkowo eksploatowano rudy utlenione (galmany), a później także rudy siarczkowe, zawierające paragenezy minerałów Zn–Pb–Fe, którym towarzyszą Ag, Cd, Tl i As (Górecka 1996; Szuwarzyński, 1996). Już w XIII w. w Długoszynie wybudowano sztolnię odwadniającą złoże, a od XIII do XVI w. działały tu kopalnie Mistrze i Sobota, a w Ciężkowicach – Wielkanoc. Nowe kopalnie galmanu powstały na początku XIX w. w Długoszynie, Byczynie, Jaworznie i Ciężkowicach. Eksploatację prowadzono bardzo intensywnie, o czym świadczy fakt, że kopalnie te posiadały po kilka lub kilkanaście szybów (Cabała, Sutkowska, 2006).
W latach 1922–1958 eksploatowano głównie rudy utlenione w kopalni Galmany w Jaworznie. Po II wojnie światowej kopalnia wykorzystywana była do szkoleń górników w eksploatacji rud Zn–Pb i ostatecznie została zlikwidowana w 1974 r. (łącznie z zasypaniem szybu).
W południowo-wschodniej części obszaru arkusza znajduje się niewielki fragment obszaru górniczego dużej kopalni rud Zn–Pb Zakłady Górnicze Trzebionka, czynnej od 1962 do 2009 r. W związku z wyczerpaniem zasobów rozpoczęła się likwidacja tej kopalni i zatapianie wyrobisk.
Kopaliny skalne o znaczeniu przemysłowym to dolomity i wapienie triasu oraz piaski czwartorzędowe. Na obszarze arkusza znajdują się trzy udokumentowane złoża dolomitów triasu (Gródek, Jaworzno-Ciężkowice i Byczyna) z przeznaczeniem dla hutnictwa i drogownictwa. Złoże Gródek było eksploatowane niemal do końca ubiegłego wieku, a pozostałe są niezagospodarowane.
W północnej części miasta Jaworzno znajduje się nieczynny kamieniołom złoża wapieni warstw gogolińskich (środkowego triasu) Sodowa Góra, a w sąsiedztwie udokumentowane zostało złoże Sodowa Góra II, z przeznaczeniem dla przemysłu cementowego.
W północno-wschodniej części arkusza znajdują się fragmenty udokumentowanych złóż piasków czwartorzędowych Szczakowa Pole I i II. W obydwu złożach eksploatowane są piaski średnio- i drobnoziarniste, wykorzystywane jako piaski podsadzkowe oraz budowlane. Wyrobiska po eksploatacji są stopniowo rekultywowane. W środkowej części arkusza wstępnie zostało rozpoznane złoże piasków eolicznych Ciężkowice dla potrzeb budownictwa.
Oprócz złóż udokumentowanych na obszarze arkusza znajduje się wiele miejsc, z których okresowo eksploatowane są piaski, wapienie i dolomity dla potrzeb miejscowej ludności.