Восточные две трети материка соответствуют докембрию и покрывающим его частично горизонтальным пластам осадочных пород, или Большому антарктическому щиту Дэвида (1914). Щит простирается от Земли Коста, лежащей против Атлантики на 30° зап. долготы, проходит через Землю королевы Мод, Землю Эндерби, Землю Уилкса, Землю Адели и тянется до Земли Виктории, т. е. до 170° в. д., охватывая Главное плато Антарктиды и самую точку Южного полюса.
Остальная часть относится к Западной Антарктиде. Она сложена складчатыми гребнями, в большей части соответствующими мезозойским и третичным геосинклиналям. Эти гребни были прослежены от Южных Анд через острова Скотий (островную дугу Скотии) до материковой части Земли Грейама, а в последние годы (главным образом благодаря разведке с воздуха) дальше через Землю Мэри Бёрд до берегов моря Росса, т. е. приблизительно от 50 до 160° зап. долготы.
Между этими двумя отчетливыми геотектоническими провинциями находится зона опускания, или грабен Росс — Уэдделл. Это опустившаяся область, протягивающаяся от моря Росса до моря Уэдделла; она имеет примерно 900 км в поперечнике и 3600 км в длину.
Грегори (1912) назвал эту зону «гипотетической антарктической сбросовой долиной». Геологические связи заставляют отнести её к Антарктическому щиту.
За пределами материка лежат субантарктические океанические острова, разбросанные кольцом вокруг Антарктиды со стороны Атлантического и Индийского океанов.
Отличительной чертой всех субантарктических островов является то, что все они состоят исключительно из вулканических и сопровождающих их осадочных пород, восходящих по возрасту к третичному времени. Магматическая серия пород относится к «атлантическому» (богатому щелочами) типу, резко отличаясь от «тихоокеанского» (более богатого окисью кальция) типа Анд, Западной Антарктиды и Новой Зеландии, что говорит о совершенно другом её происхождении.
Если рассматривать антарктический континент как структурную единицу земной коры, то самой поразительной его особенностью является высота.
Уже одна средняя высота плато, оцененная на основании барометрической нивелировки приблизительно в 2400 м, ставит континент на исключительное место. Если даже сделать поправку на 300–1500 м ледяной шапки, то и остающаяся цифра говорит о необычайной высоте антарктической массы суши.
В противоположность поднятой внутренней части внешние края континента сейчас, повидимому, аномально низки. Внешняя граница континентального шельфа находится на глубине 500–900 м вместо «нормальных» 100–150 м. Это явление едва ли можно объяснить (Норденшельд, 1913) весом льда. Высокие береговые террасы, наблюдаемые во многих местах Антарктиды, говорят, наоборот, о слабом постгляциальном изостатическом поднятии.
Континентальный шельф варьирует в ширине от 40 до 500 км. Повидимому, наибольшей ширины он достигает в Тихоокеанском секторе, к югу от о. Петра I, а наименьшей — в некоторых местах у Восточной Антарктиды — к северу от мыса Адэр, Земли Эндерби и т. д.
Два широких изгиба береговой линии Росс — Уэдделл представляют собой шельфовые моря, покрывающие шельфы Росса и Уэдделла (или Филчер). По направлению к внешнему его краю поверхность шельфа местами поднимается, образуя серию крупных удлиненных моренных отмелей, которые носят названия банки Пеннел на шельфе Росса, банки Моусон против Земли Адели и Земли короля Георга V (Тейлор, 1930, 1940).
Ледниковые отложения прослеживаются сейчас в виде пояса, окружающего континент шириной от 350 до 1200 км (Хью, 1950). Возможно, что движение льда через внутренние части шельфа сносило отложившиеся там ранее мягкие осадки.
Наконец, материк, более или менее округлый по форме, окаймляется периферической зоной глубоких океанических бассейнов.
Область Антарктического щита рассматривается как продолжение Южной Африки, с одной стороны, и Австралии, — с другой, с геологическими чертами строения, характерными для древних щитов. Основание плато сложено гнейсами и кристаллическими сланцами, прорванными гранитами. На нем местами покоятся более молодые породы пермского возраста, которые известны также в Южной Африке и Австралии. Среди этих пород находятся угольные пласты, в особенности на Земле Виктории. Это грандиозные месторождения каменного угля, представляющие чередование (местами до семи пачек) сланцев и песчаников с угольными пластами не очень высокого качества, т. е. довольно зольными.
Исследователи этого района говорят, что, повидимому, запасы угля здесь не меньше, чем в Соединенных Штатах Америки, которым принадлежит одно из первых мест в мире по запасам каменного угля. Впервые месторождения угля были открыты в 1908 году геологом Уальдом вблизи Бермутского ледника. Затем при дальнейших исследованиях пласты угля были прослежены на протяжении почти в 3000 км. Общую перспективную оценку запасов угля сделал геолог Гулд.
Как указывалось выше, части щита, примыкающие к западной части моря Росса, переместились по разломам (сбросам) земной коры кверху. В этих местах образовались горы сбросового происхождения (горсты). Другая особенность этих гор заключается в том, что на их складчатом основании покоятся мощные толщи почти горизонтально залегающих горных пород, известных под названием биконских песчаников; они переслаиваются с базальтовыми покровами. Такие двухъярусные структуры геологи относят к образованиям платформенного типа.
Первая систематическая геологическая съемка Антарктического щита была произведена геологом Ферраром во время первой экспедиции Скотта на Землю Виктории. Собранные им образцы пород были описаны Приором.
Ценные дополнительные данные были установлены в области пролива Мак-Мёрдо, а также на север и на юг от него, геологами Дэвидом и Пристли, принимавшими участие в экспедиции Шеклтона (1907–1909 гг.). Кроме того, исключительно ценный геологический материал был собран последней экспедицией Скотта.
Горные хребты Западной Антарктиды — это молодые хребты юрского, мелового и третичного периодов. Они относятся к геосинклинальным образованиям и по своему строению аналогичны Андам.
Полезные ископаемые Антарктиды изучены крайне слабо, и о многом относительно богатств её недр приходится строить догадки или судить по аналогии с Южной Африкой и Австралией, располагающими крупными рудными месторождениями. Соображения подобного же рода могут быть распространены и на складчатую зону. Судя по литературе о геологическом исследовании Антарктики, некоторые находки подтверждают, что в дальнейшем в горных хребтах можно будет, вероятно, обнаружить месторождения олова, вольфрама, молибдена, меди, свинца и цинка, а возможно, и урана.
Ледяной покров Антарктиды. Выдающиеся специальные гляциологические исследования на антарктическом материке были выполнены Райтом и Пристли, Моусоном, Гулдом, Оделлом. Но попутно наблюдения над ледяным покровом осуществлялись и другими участниками антарктических походов.
Работы многочисленных экспедиций последних десятилетий дали достаточно ясное представление о характере антарктического оледенения. Отмечено, что ледяной панцырь Антарктиды несимметричен. Казалось бы, что наибольшей мощности льды должны достигать в самом центре материка. Но на самом деле область наибольшего скопления льда, или так называемый ледяной гребень (ледораз-дел), имеющий высоту более 3000 м, проходит между Южным полюсом и берегом, по линии, почти параллельной тихоокеанскому берегу. Отсюда ледяные массы разгружаются преимущественно в две противоположные стороны: к Тихому океану по рукавам мощных глетчеров, пересекающих горные цепи и питающих обширную прибрежную ледяную равнину — барьер Росса, и в сторону к Индийскому и Атлантическому океанам — полого спускающимся ледяным покровом, который погружается в море, образуя почти сплошной ледяной обрыв.