前震旦系地層由變質(zhì)巖、碎屑巖、少量火山巖組成；震旦系和古生界，由海相碎屑巖、碳酸鹽巖組成；中生界由火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖組成，其中火山碎屑巖分布最廣，約占全境面積二分之一；新生界為陸相、海相松散層沉積，其分布占全境總面積三分之一。地層累積厚度在11000米以上。
前震旦系
中下元古界陳蔡群(AnZch) 副變質(zhì)巖系，出露于王壇東南側(cè)攢宮等地，面積約2.5～3平方公里。由墨綠色斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖與黑云斜長片麻巖等組成，未見底。
中元古界雙溪塢群(AnZsh) 淺變質(zhì)火山巖系，年齡大于10億年，出露于富盛、下灶、平水、桃紅一帶，呈北東向，寬約1.5公里，西南寬約5公里，長約28公里，為綠色片理化中基——酸性熔巖、火山碎屑巖夾砂礫巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及灰?guī)r透鏡體，未見底，厚度大于5300米。
震旦系
下統(tǒng)志棠組(Z1) 出露于花街西南至蘭亭、皇游蕩、分水橋、漓渚及弦腔等地，面積約23平方公里。主要為灰綠色、紫紅色長石石英砂巖、巖屑砂巖及沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖，近底部為紫紅色砂礫巖、礫巖、偶夾少量硅質(zhì)泥巖，與下伏地層呈不整合接觸，厚度大于852米。
下統(tǒng)雷公塢組(Z1) 零星分布于義橋、婁家塢等地。為青灰色——灰色含礫不等粒巖屑砂巖，夾有粉砂巖泥巖，與下伏志棠組呈整合接觸關(guān)系，厚度389米。
上統(tǒng)燈影組、陡山沱組(Z2) 在婁家塢、中村、楓塘塢、義橋、皇游蕩等地。為淺灰、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，泥質(zhì)灰質(zhì)白云巖及泥質(zhì)粉砂巖，下部為紫紅色含鉀粉砂巖，與下伏雷公塢組呈整合接觸，厚度約127米。
寒武系
下統(tǒng)荷塘組(1) 分布于下灰灶——皇游蕩及中莊——楓塘塢。泥質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖為主，底部有石煤層(厚約1～3米)。含鉬、鎳、鋇、鈾等金屬元素。楓塘塢一帶底部含炭硅質(zhì)巖中產(chǎn)輝鉬礦，與下伏西峰寺組呈平行不整合接觸，厚度100米左右。
下統(tǒng)大陳嶺組(1) 為黑色厚層塊狀含炭白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r，頂部為粉砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，與下伏荷塘組呈整合接觸，厚度259米。
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