前震旦系地层由变质岩、碎屑岩、少量火山岩组成;震旦系和古生界,由海相碎屑岩、碳酸盐岩组成;中生界由火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩组成,其中火山碎屑岩分布最广,约占全境面积二分之一;新生界为陆相、海相松散层沉积,其分布占全境总面积三分之一。地层累积厚度在11000米以上。
前震旦系
中下元古界陈蔡群(AnZch) 副变质岩系,出露于王坛东南侧攒宫等地,面积约2.5~3平方公里。由墨绿色斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩与黑云斜长片麻岩等组成,未见底。
中元古界双溪坞群(AnZsh) 浅变质火山岩系,年龄大于10亿年,出露于富盛、下灶、平水、桃红一带,呈北东向,宽约1.5公里,西南宽约5公里,长约28公里,为绿色片理化中基——酸性熔岩、火山碎屑岩夹砂砾岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩及灰岩透镜体,未见底,厚度大于5300米。
震旦系
下统志棠组(Z1) 出露于花街西南至兰亭、皇游荡、分水桥、漓渚及弦腔等地,面积约23平方公里。主要为灰绿色、紫红色长石石英砂岩、岩屑砂岩及沉凝灰岩、凝灰质砂岩,近底部为紫红色砂砾岩、砾岩、偶夹少量硅质泥岩,与下伏地层呈不整合接触,厚度大于852米。
下统雷公坞组(Z1) 零星分布于义桥、娄家坞等地。为青灰色——灰色含砾不等粒岩屑砂岩,夹有粉砂岩泥岩,与下伏志棠组呈整合接触关系,厚度389米。
上统灯影组、陡山沱组(Z2) 在娄家坞、中村、枫塘坞、义桥、皇游荡等地。为浅灰、灰绿色粉砂质泥岩,泥质灰质白云岩及泥质粉砂岩,下部为紫红色含钾粉砂岩,与下伏雷公坞组呈整合接触,厚度约127米。
寒武系
下统荷塘组(1) 分布于下灰灶——皇游荡及中庄——枫塘坞。泥质硅质岩、硅质泥岩为主,底部有石煤层(厚约1~3米)。含钼、镍、钡、铀等金属元素。枫塘坞一带底部含炭硅质岩中产辉钼矿,与下伏西峰寺组呈平行不整合接触,厚度100米左右。
下统大陈岭组(1) 为黑色厚层块状含炭白云质灰岩、条带状泥质灰岩,顶部为粉砂质泥岩及粉砂岩,与下伏荷塘组呈整合接触,厚度259米。
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