A geologia da bacia pode ser dividida em quatro zonas baseadas na idade, com mais uma subdivisão nas formações namibianas baseada no ambiente sedimentário e grau de metamorfismo. As quatro zonas são:
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Formações pré-namibianas compreendendo dois sistemas (épocas vaaliana e mokoliana);
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Formações namibianas;
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Formações carboníferas e quartenárias; e
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Formações terciárias e quartenárias.

Mapa geológico generalizado da bacia do rio Kunene.
Fonte: AHT GROUP AG 2010
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Em grande medida, o Alto Kunene faz parte do complexo da base rochosa pré-câmbrica (principalmente granitos), o qual é exposto nos cumes das colinas e coberto por sedimentos quaternários nos vales amplos e abertos. A sub-bacia do Médio Kunene é dominada pela sequência do Kalahari (da idade terciária até a idade mais recente), a qual consiste em cascalhos basais do grupo calcário do Kalahari e em um manto de areia que esconde rochas subjacentes (até 100 a 150 metros de espessura). O termo Kalahari Sand (“areia do Kalahari”) aplica-se a um depósito que varia marcadamente em cor, composição, espessura e mesmo em idade.
O Baixo Kunene é dominado por meta-sedimentos e plutonito do ramo costeiro da cintura orogénica Damara (Missão de Pedologia 1965).
Reservas Minerais
A bacia do rio Kunene é abrangida pelo rico cráton de Angola-Kasai que contém quantidades substanciais de recursos minerais tais como diamantes, ferro, ouro, cobre e petróleo a circundar o cráton em Angola, Congo-Brazzaville, Guiné Equatorial e Gabão (Dietrich1999).
Chaminés de kimberlito contendo diamantes ocorrem em grupos à volta do Huambo a norte da bacia contudo requerem considerável investimento antes da sua exploração. O minério de ferro já foi um importante produto de exportação de Angola, estando as minas mais produtivas localizadas na bacia (em Techamutete e Cassinga na Província da Huíla). Não houve mineração nestas áreas desde os finais dos anos oitenta, devido a problemas de segurança e transporte. Foi feita a prospecção de outros minerais, tais como depósitos de ouro e platina na parte sul da bacia, contudo não há planos imediatos de extracção.
Os minerais industriais, tais como o quartzo cristalino e mármore ornamental ocorrem nas províncias angolanas do Namibe e da Huíla e são actualmente extraídos e exportados.

Distribuição de minas na bacia do rio Kunene.
Fonte: AHT GROUP AG 2010
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