ഭൂവിജ്ഞാനപരമായി ഈ ജില്ലയെ നാല് ഉപമേഖലകളായി വിഭജിക്കാം. പരൽശിലകളുടെ അടരുകൾ അട്ടിയിട്ടിട്ടുള്ള മലമടക്കുകൾ, ടെർഷ്യറി നിക്ഷേപങ്ങൾക്കു പ്രാമാണ്യമുള്ള പ്ളീസ്റ്റോസീൻ ശിലാസ്തരങ്ങൾ, ലാറ്ററൈറ്റ് മേഖല, നന്നേ പ്രായം കുറഞ്ഞ അവസാദങ്ങൾക്കു മുൻതൂക്കമുള്ള തീരപ്രദേശം എന്നിവയാണ് ഈ ഉപമേഖലകൾ. മലമ്പ്രദേശത്തെ ശിലകൾ ആൽക്കിയൻ വ്യവസ്ഥയിൽപ്പെട്ടവയാണ്. ലെപ്റ്റിനൈറ്റു (Leptynite)കൾക്കൊപ്പം ചാർണൊക്കൈറ്റ്, ഹോൺബ്ളെൻഡ്, ബയോട്ടൈറ്റ്-നൈസ്, ഷിസ്റ്റ്, ഗ്രാനുലൈറ്റ് തുടങ്ങിയയിനം ശിലകളും സ്ഥാനീയ പ്രാമുഖ്യം നിദർശിപ്പിക്കുന്നവയാണ്. ഉയർന്ന നതി(dip)യോടെ, വടക്കുപടിഞ്ഞാറ്-തെക്കുകിഴക്ക്ദിശയിലോ വടക്ക് വടക്കുപടിഞ്ഞാറ് - തെക്ക് തെക്കുകിഴക്ക് ദിശയിലോ നതിലംബ(strike)മുള്ളവയും ശല്ക്കിത (foliated) ഘടനയുള്ളവയുമാണ് ഇവ. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഗാർണെറ്റ്-സില്ലിമനൈറ്റ് നൈസ്, ഗാർണെറ്റ്-ബയോട്ടൈറ്റ് നൈസ്, കുറഞ്ഞയളവിൽ കാൽക്-ഗ്രാനുലൈറ്റ് എന്നിവ പ്രായം കുറഞ്ഞവയോ നവജാതങ്ങളോ ആയ ഗാർണെറ്റ് കലർന്ന ക്വാർട്ട്സ്, ഫെൽസ്പാർ എന്നിവയുമായി സമ്മിശ്രാവസ്ഥയിൽ വർത്തിക്കുന്ന ശിലാപടലങ്ങളെയാണ് ലെപ്റ്റിനൈറ്റ് എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. നൈസ്ശിലകൾ പുനഃക്രിസ്റ്റലീകരണത്തിനു വിധേയമായി വലിപ്പമേറിയ പരുക്കൻ പരലുകളായി ഉത്പാദിതമാകുന്ന ഫെൽസ്പാത്തിക ഗ്രാനുലൈറ്റുകളാണ് ലെപ്റ്റിനൈറ്റുകൾ; നൈസ് ശിലകൾ ഉൾക്കൊണ്ടിരുന്ന ബയോട്ടൈറ്റ് ഗാർണെറ്റ് ആയി പരിവർത്തിതമാകുന്നു. വ്യത്യസ്ത തോതിൽ ഗ്രാഫൈറ്റും നേരിയ അളവിൽ ക്വാർട്ട്സ്, ഓർതോക്ളേസ് എന്നിവയും അടങ്ങിയിട്ടുള്ള ഗാർണെറ്റ്-സില്ലിമനൈറ്റ് നൈസുകളെ ഖോൺഡലൈറ്റ് എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. തിരുവനന്തപുരം ജില്ലയിലെ വാമനപുരം, പേപ്പാറ, കല്ലാർ, പൊന്മുടി തുടങ്ങിയയിടങ്ങളിൽ ഖോൺഡലൈറ്റിന്റെ താരതമ്യേന കനംകുറഞ്ഞ അടരുകർ അവസ്ഥിതമാണ്; ഇവയിൽ കല്ലാറിലേത് ഗ്രാഫൈറ്റ് സമ്പുഷ്ടമാണ്. കീഴായിക്കോണം, വാഴിച്ചൽ, മടത്തറ, അമ്പൂരി എന്നിവിടങ്ങളിലും ഖോൺഡലൈറ്റ് ആധിക്യം ദർശിക്കാം. ഗാർണെറ്റ്-സില്ലിമനൈറ്റ് നൈസുകൾ ജില്ലയിലെ മിക്കഭാഗങ്ങളിലും ചിതറിയ മട്ടിൽ അനാച്ഛാദിതമായിരിക്കുന്നു; ഏതാനും സെ.മീ.മുതൽ അനേകശതം മീറ്ററുകൾ വരെ കനത്തിലുള്ളവയാണ് ഇവ. പൊതുവേ ശല്കിതമായി കാണപ്പെടുന്ന ചാർണൊക്കൈറ്റുകളിലെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ക്വാർട്ട്സ്, മൈക്രോക്ളൈൻ, പ്ളേജിയോക്ളേസ്, ഹോൺബ്ളെൻഡ് എന്നിവയാണ്; ബയോട്ടൈറ്റ്, ഗാർണൈറ്റ് എന്നിവയേയും ഉൾക്കൊണ്ടിരിക്കാം. ധാതുസംഘടനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ചാർണൊക്കൈറ്റുകളെ അധിസിലികം , മധ്യതമ-സിലികം, അല്പസിലികംഎന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. അല്പസിലിക വിഭാഗത്തിൽപ്പെട്ടവ പൈറോക്സിൻ ഗ്രാനുലൈറ്റ്, ഹോൺബ്ളെൻഡ്, നോറൈറ്റ് എന്നിവയെയാണ് ഉൾക്കൊണ്ടിരിക്കുക; സാധാരണയായി അധിസിലിക ചാർണൊക്കൈറ്റിലോ നൈസ്ശിലകളിലോ കടന്നുകയറിയമട്ടിൽ, കനംകുറഞ്ഞ പടലങ്ങളായോ ഡൈക്കുകളായോ അവസ്ഥിതമായിരിക്കും. അഭ്രം, മാഗ്നട്ടൈറ്റ് തുടങ്ങിയവയുടെ സാന്നിധ്യത്തോടെ, ക്വാർട്ട്സിന്റേയോ ഫെൽസ്പാറിന്റേയോ വലിയ പരലുകളായി വർത്തിക്കുന്ന പെഗ്മട്ടൈറ്റ്, ലെപ്റ്റിനൈറ്റ് നൈസ് എന്നീയിനം ശിലകളിലേക്ക് പടലങ്ങളായോ സിരാരൂപത്തിലോ തുളഞ്ഞുകയറിയമട്ടിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ജില്ലയിലെമ്പാടും സാന്നിധ്യമുള്ള ഇവയ്ക്ക് നിയതമായ ദിശയോ ഗണ്യമായ വലിപ്പമോ ഇല്ല.

വർക്കല ശ്രേണി എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ടെർഷ്യറിശിലാസ്തരങ്ങളുടെ മാതൃകാസ്തരങ്ങൾ കടലിറമ്പത്തുള്ള വർക്കലകുന്നുകളിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. കോഴിത്തോട്ടം, ഇടവ, പള്ളിപ്പുറം, തോന്നയ്ക്കൽ, മംഗലപുരം, കഴക്കൂട്ടം, അരുമാനൂർ, കുളത്തൂർ, അമരവിള, കോവിലൂർ തുടങ്ങിയയിടങ്ങളിലും ഇവ അവസ്ഥിതമാണ്. നിറത്തിലും പ്രകൃതിയിലും വൈവിധ്യമാർന്ന പരുക്കൻ മണൽക്കല്ലുകളുടേയും കളിമണ്ണിന്റേയും ഒന്നിടവിട്ടുള്ള അട്ടികളാണ് വർക്കല ശ്രേണിയിലുള്ളത്. മിക്കപ്പോഴും ലിഗ്നൈറ്റിന്റെ നേരിയ പടലങ്ങളേയും ഉൾക്കൊണ്ടിരിക്കും. വർക്കലയിലുള്ള മാതൃകാസ്തരങ്ങളിൽ ഏറ്റവും താഴത്തെ അടരിലെ ഊതനിറത്തിലുള്ള കളിമണ്ണിനുള്ളിൽ അങ്ങിങ്ങായി പർവർത്തനദശ പൂർണമായും താണ്ടിയിട്ടില്ലാത്ത ലിഗ്നൈറ്റ്-കണ്ടാമരം സഞ്ചയങ്ങൾ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; റെസിൻ, മാർക്കസൈറ്റ് എന്നിവയുടെ ചെറുതും വലുതുമായ കഷണങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം മറ്റൊരു പ്രത്യേകതയാണ്.

ജില്ലയിലെ മിക്ക ഭാഗങ്ങളിലും, വിശിഷ്യ സസ്യാവരണം നഷ്ടപ്പെട്ടയിടങ്ങളിൽ ലാറ്റെറൈറ്റ് ശിലാസഞ്ചയങ്ങൾ വ്യാപിച്ചുകാണുന്നു. മാതൃശിലകൾക്ക് അപക്ഷയം സംഭവിച്ച്, ഇരുമ്പിന്റേയോ അലൂമിനിയത്തിന്റേയോ, രണ്ടിന്റേയുമോ ഓക്സൈഡുകളുടെ പ്രാമാണ്യത്തോടെ ഉരുത്തിരിയുന്ന ശിലാപദാർഥമാണ് ലാറ്റെറൈറ്റ്. പ്രീകാമ്പ്രിയൻ മുതൽ ടെർഷ്യറി വരെ വിവിധ യുഗങ്ങളിലേതായ ശിലാസ്തരങ്ങൾക്കുപരി ലാറ്റെറൈറ്റുകൾ വിന്യസിക്കപ്പെട്ടുകാണുന്നതിൽനിന്ന് ഇവയുടെ ഉത്പാദനം ആവർത്തിത പ്രക്രിയകളിലൂടെയായിരുന്നുവെന്ന് അനുമാനിക്കാം. കേരളത്തിലും ഒന്നിലധികം ജിയോളജീയ ഘട്ടങ്ങളിലേതായ ലാറ്റെറൈറ്റ് അവസ്ഥിതമാണ്. തിരുവനന്തപുരം ജില്ലയിലുള്ളവയെ വർക്കല ശ്രേണിക്കു മുൻപുണ്ടായവയെന്നും പിൻപുണ്ടായവയെന്നും തരംതിരിക്കാം. പ്രതലത്തിൽ നിന്ന് നൂറുമീറ്റർ വരെ ആഴത്തിൽ എത്തുന്ന ലാറ്റെറൈറ്റ് പടലങ്ങൾ ജില്ലയിൽ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. പരൽഘടനയുള്ള ശിലകളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞവയാകയാൽ ഇവ ശല്കിതമായും മാതൃശിലകളിലെ ധാതുഘടകങ്ങളെ ഉൾക്കൊണ്ടവയായും കാണപ്പെടുന്നു. പാടലം, ഊത, ചുവപ്പ്, തവിട്ട് എന്നീ നിറങ്ങളിലോ ഇവയുടെ സങ്കരവർണങ്ങളിലോ ഇവ രൂപംകൊണ്ടിരിക്കാം. സസ്യാവരണത്തിനടിയിലുള്ള ലാറ്റെറൈറ്റുകൾ രന്ധ്രമയവും ഭൂജലം ഊർന്നിറങ്ങുന്നതിനു നന്നേ അനുയോജ്യങ്ങളുമാണ്. എന്നാൽ സൂര്യതാപം നേരിട്ട് ഏല്ക്കുന്ന ലാറ്റെറൈറ്റുകൾ അവയിലെ രന്ധ്രങ്ങൾ മൂടിപ്പോകാവുന്ന വിധത്തിൽ ഈരടുപ്പമുണ്ടായി കഠിനശിലകളായി മാറുന്നു. തരിശുഭൂമികളിലൊട്ടാകെ കടുപ്പമേറിയ ലാറ്റെറൈറ്റ് ആവരണം വ്യാപിക്കുന്നത് തിരുവനന്തപുരം ജില്ലയിലെ പൊതു പ്രതിഭാസമായിത്തീർന്നിരിക്കുന്നു.

തീരമേഖല, കടലിലേക്കിറങ്ങി നില്ക്കുന്ന ഏതാനും ഭാഗങ്ങളെ ഒഴിവാക്കിയാൽ പൊതുവേ മണൽപ്പരപ്പുകളാണ്. ആവർത്തിച്ചുണ്ടായ കടലേറ്റങ്ങളുടെ പരിണതഫലമായി മാതൃശിലകൾക്കുമേൽ അട്ടിയിട്ടുള്ള സമുദ്രജന്യ നിക്ഷേപങ്ങളാണ് ഇവ. ക്വാർട്ട്സിന്റെ അംശം സാമാന്യത്തിലധികമുള്ള പരുക്കനോ തരിമയമോ ആയ ചൊരിമണലാണ് പൊതുവേയുള്ളത്.

ഭൂവിജ്ഞാനീയം
ആധുനിക തിരുവിതാംകൂർ വരെ
പ്രധാന മന്ദിരങ്ങൾ
ദേവാലയങ്ങൾ