本区是我国太古宙变质岩主要分布区之一。太古宙变质岩主要是片麻岩－麻粒岩和花岗岩－绿岩两类岩石组合。
一、遵化深变质花岗岩－绿岩区
该区范围西起遵化跑马场，向东经马兰峪、金厂峪、八道河至青龙，东西延长近150km，南北宽20～40km。区内分布着一套深变质岩石，其北界和南界均为中元古界沉积岩盖层，东部边界是呈北北东向的青龙河花岗岩－绿岩区。
该区主要由变质深成侵入岩和表壳岩组成（图1-1）。各类变质深成侵入岩约占全区岩石总量的40%，变质表壳岩约60%。由于深成岩的侵位和强烈的变形改造，使变质表壳岩分布不连续，除少数地段有较大规模分布外，多数呈露头尺度的包体，不均匀的分布在长英质片麻岩内，难以建立完整的地层系统。
图1-1 冀东地区早前寒武纪地质略图（据耿元生，1998，有修改）
遵化岩群（本区的变质表壳岩）主要为透辉斜长角闪岩、斜长角闪岩、黑云斜长变粒岩，有时夹有磁铁石英岩，在金厂峪与青山口以北的上营至金龙峪一带在变质深成侵入岩中还见少量的石榴斜长片麻岩（变粒岩）。在不同地段的岩石组合有一定的差别，在遵化清东陵至迁西龙湾一带的变质表壳岩包体以斜长角闪岩为主，含有少量的角闪岩、角闪二辉岩、蛇纹石化角闪橄榄岩及条带状磁铁石英岩。在三屯营至王厂一带，包体以斜长角闪岩为主，次为石榴斜长片麻岩、条带状磁铁石英岩及少量角闪变粒岩，在王厂以东，则以黑云变粒岩为主，夹少量斜长角闪岩和条带状磁铁石英岩。据此，可以概略的建立火山沉积旋回的序列，即西部的遵化一带以镁铁质火山岩－超镁铁质岩建造为主；中部迁西一带以镁铁质火山岩为主，夹部分变质沉积岩；王厂以东地区则以变质沉积岩为主，夹少量火山熔岩和火山凝灰岩（伍家善等，1998；贺高品等，1991）。这显示本区绿岩的原岩以镁铁质火山岩为主，夹火山碎屑岩的火山沉积旋回，但由于深成岩的侵位，目前还难以确定其火山沉积旋回的厚度。
本区广泛分布着太古宙变质深成岩。变质深成侵入岩的岩石类型有英云闪长质—花岗闪长质片麻岩、变质基性岩墙和苏长岩、闪长岩等。英云闪长质—花岗闪长质片麻岩分布较广，多呈似层状产出，与斜长角闪岩和斜长片麻岩等紧密共生，其中常见斜长角闪岩、角闪石岩和磁铁石英岩等包体，它们在二拔子四拔子、十八盘等地较发育。在王爷陵、石门、王厂等地还分布着一些变质基性岩墙，岩石已变质成石榴斜长角闪岩、石榴角闪辉石岩等，它们宽度几米至十余米，延长数十米到数百米，延长方向多为北北东向或近东西向，有时切割围岩的片麻理，有时顺层侵入，已受变质改造，但未经受强烈的褶皱变形。在小关庄等地见闪长岩、石英闪长岩等侵入体，内部变形较弱，边部变形较强，其中见有斜长角闪岩、磁铁石英岩和斜长片麻岩等包体，形成较晚，在青杨树一带还发育苏长岩，它们分布有限，与围岩为侵入接触。
遵化深变质绿岩带经历了复杂的变形历史。初步确定有3期褶皱变形。第一期变形规模较小，形成顺层平卧褶皱，无根钩状褶皱等；第二期变形形成大范围连续的同斜倒转复式向斜和背斜构造；第三期变形作用产生了开阔的斜跨褶皱，叠加在前两期褶皱之上。需要指出的是，遵化深变质绿岩带经历了主要是深部构造的韧性变形带和中浅部构造的韧－脆性变形作用。深部构造的韧性变形表现在长英质片麻岩内基性火山岩包体发生的拉长，最后形成条带，并发生角闪岩相的退变质作用，表现出深层次的韧性变形过程；而中浅部的韧－脆性变形带是在晚期花岗质岩石侵位后，在构造抬升过程中的构造带，变质相为角闪岩相－绿片岩相，韧－脆性变形事件是区内一次重要的金矿成矿作用时期。
本区的区域变质作用程度大致如下（伍家善等，1998）：西部从二拔子到魏进河一带以高角闪岩相为主，局部出现条带状麻粒岩；中部从魏进河到三屯营一带，以麻粒岩相为主，夹少量角闪岩相变质的岩石条带；东部的下板城一带及青龙至王厂一带为高角闪岩相。
目前获得的遵化岩群的同位素年龄大多在2800～2700Ma之间，郭敬辉（1993）从青龙王厂头道沟剖面中石榴透辉角闪岩5个样品中的Sm-Nd等时线年龄为（2786.5±39.7）Ma，eNd（t）为3.4±0.8，εNd（t）值非常接近于当时上地幔的值，表明其形成过程中没有明显的地壳物质混染，可以代表其形成年龄。张桂存等人资料，在涧里一带奥长花岗岩中角闪岩的Sm-Nd等时线年龄为（2756.2±177）Ma。这些同位素年龄数值表明，本区斜长角闪岩主要形成在2800～2700Ma。
二、青龙河中一浅变质花岗岩－绿岩区
本区位于燕山山脉东段，冀东青龙县双山子一带，出露面积约2700km2。其中花岗岩占总出露面积的75%左右，绿岩带呈北北东方向展布，长约40km，宽近10km，南北两端为中元古界长城系沉积岩不整合覆盖，东、西两侧被断层所围限（图12）。
绿岩带层状岩系由双山子群和朱杖子群变质地层组成，分布北自黄杖子，经双山子到南部的庙岭一带，双山子群为变质火山－沉积建造，总厚度约2000m，自下而上分为茨榆山组和鲁杖子组。茨榆山组主要岩石类型为黑云角闪变粒岩夹少量角闪黑云变粒岩、磁铁石英岩、绿泥片岩，顶部与鲁杖子组整合接触，厚度大于1260m。鲁杖子组岩石类型包括变余枕状斜长角闪岩、变余斑状斜长角闪岩、片状黑云斜长角闪岩、变余斑状斜长变粒岩、变余斑状绢云石英片岩，以及具变余沉积碎屑的黑云斜长变粒岩、绢云片岩、含石榴黑云片岩、含碳质绢云石英片岩等，岩石虽然遭受变质变形作用，但在西汉沟、大汇河等地原生结构构造仍保留，如在西汉沟、大汇河等地斜长角闪岩的枕状构造，变余气孔、杏仁构造等都可见到；在茨榆山组变粒岩中，变余沉积碎屑结构仍有保留等。双山子群之上为朱杖子群，二者为不整合接触。朱杖子群可分为张家沟组和桲罗台组。张家沟组以变质砾岩为主，夹薄层状斜长变粒岩、云母片岩和含石榴二云片岩，岩层延伸较稳定，一般厚度为50～170m，砾岩中砾石成分复杂，以花岗岩、花岗闪长岩、花岗细晶岩为主，还有硅质岩、黑云变粒岩、磁铁石英岩等，一般圆度好，多为椭球状，由于受剪切挤压作用，常常被压扁拉长，形成扁平的透镜状，砾石最大可达100cm，一般（0.5～25）cm×（1～45）cm。砾石含量20%～70%，胶结物为黑云斜长变粒岩和中基性凝灰质、泥灰质杂砂岩类，变质砾层厚度变化较大，从几米到400余米。在张家沟一带最厚达400余米，向南北延伸均有变薄趋势。桲罗台组岩性有黑云变粒岩夹石榴黑云变粒岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩、绿泥石英片岩、浅粒岩、磁铁石英岩等，夹有层间复成分变质砾岩。该组厚度大于2500m，与张家沟组为整合接触，与上覆中元古界长城系常州沟组为角度不整合接触。绿岩带的岩石类型有斜长角闪岩类、片状黑云斜长角闪岩类、变余斑状黑云变粒岩类、变余斑状绢英片岩、炭质绢云千枚、石榴黑云片岩、二云变粒岩和磁铁石英岩等。这些岩石的原岩分别为玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、泥质岩、杂砂岩和化学沉积岩等。
图1-2 青龙河花岗岩－绿岩带区域地质图（据齐鸿烈等，1999）
1－第四系冲积物；2－娄子山单元；3－杨杖子超单元；4－侏罗纪火山岩；5－长城系砾岩、砂岩、白云岩：6－牛心山片麻岩（变质细粒花岗岩）；7－柳各庄片麻岩（变质花岗闪长岩）；8－柏和松片麻岩（变质花岗闪长岩）；9－安子岭片麻岩（变质闪长岩）；l0—变质花岗斑岩；11—桲罗台组黑云变粒岩夹变质砾岩透镜体；12－张家沟组变质砾岩；13—鲁杖子组黑云斜长变粒岩夹斜长角闪岩；14－茨榆山组黑云斜长变粒岩夹云母片岩；15－滦县组角闪斜长片麻岩；l6—长城系高于庄组白云岩；17－实测地质界线；18－实测不整合界线；19－正断层；20－逆断层；21－韧性剪切变形带；22—倒转向斜构造；23－倒转背斜构造；24—地层产状；25－倒转产状
花岗质岩石是青龙河花岗岩－绿岩区的主要组成部分，统称为安子岭片麻岩套，是一个具有微片麻状构造的花岗岩质杂岩体，分布在花岗岩－绿岩区的东部，西部也有少量出露。按1:5万区调成果，安子岭杂岩体是由4个变质深成岩单元组成，即安子岭片麻岩、柏和松片麻岩、柳各庄片麻岩和牛心山片麻岩（图1-2），它们与绿岩呈侵入接触关系。
本区绿岩及有关花岗岩的形成时代有较大的争议，一般来说双山子群的时代多数学者划分在新太古代，而朱杖子群则有划为古元古代和新太古代的两种意见。近年河北秦皇岛地质队（1995）在大杖子一带对柳各庄片麻岩采集了3组锆石U-Pb一致线年龄样，分别为（2515±38）Ma，（2525±16）Ma和（2532±54）Ma，在牛心山片麻岩内获得锆石U-Pb一致线年龄为（250l±60）Ma（齐鸿烈等，1998）。杨春亮等（2000）报道了对双山子群变质火山岩中单颗粒锆石U-Pb年龄为（264l±33）Ma，在变质酸性火山岩的年龄为（2546±40）Ma。耿元生等（1999）对西汉沟鲁杖子组枕状斜长角闪岩，夹少量薄层角闪斜长岩，黑云角闪变粒岩及绢云钠长片岩等10个样品进行了Sm-Nd同位素年龄测定，获得全岩等时线年龄为（2793±69）Ma，INd=0.509194±67，εNd（t）=2.0，而7个斜长角闪岩样品的平均模式年龄为2844Ma。我们对侵入双山子群花岗斑岩中的锆石，进行了单颗粒锆石U-Pb同位素年龄测定，获得（2492±8）Ma的年龄值。从以上资料可以得出，在28亿～29亿年，在亏损地幔源区，基性岩浆分异，在26亿～27亿年双山子群和朱杖子群绿岩形成，在25.2亿～25亿年花岗质岩浆侵入，早期为钠质TTG侵入岩，晚期为钾质侵入岩，而最晚期为花岗斑岩，伴随着构造－岩浆事件，绿岩和花岗质岩石经受绿片岩相－低角闪岩相的变质变形作用。
三、冀东片麻岩－麻粒岩区
这是冀东地区太古宙岩石广泛分布的岩石类型，通常称高级变质区，是组成本区陆块古陆核的主要组分。
本区的岩石组合以变质深成侵入岩为主，含少量的变质表壳岩（图1-1），其中变质侵入岩约占岩石出露面积的80%以上，主要包括三屯营－太平寨岩浆杂岩区和西南部中太古代曹庄岩系在内的迁安片麻岩穹窿区。
变质深成侵入岩体除基性岩墙外，根据贺高品等人（1991）资料，原岩主要为中酸性侵入杂岩体，可划分为紫苏钾长花岗质片麻岩，紫苏花岗岩，英云闪长质—奥长花岗岩质片麻岩和黑云母花岗岩等，在太平寨地区基性岩墙的岩石类型主要有4类，即角闪石榴斜长辉石岩型岩墙、二长麻粒岩型岩墙、斜长角闪岩型岩墙和辉绿岩型岩墙，根据产出状态和相互穿插关系，各类变质中酸性侵入杂岩的形成明显有先后关系。在太平寨地区首先是紫苏斜长花岗质片麻岩的广泛侵位，然后是紫苏花岗岩、英云闪长质—奥长花岗质片麻岩的侵入，最后是黑云母花岗岩，它们大多遭受了第一期变质作用的改造，而后还发育有基性岩墙。耿元生（1998）在对迁安地区太古宙变质花岗质深成岩进行深入研究后，提出迁安地区太古宙变质花岗质深成岩的形成事件至少可分6期：①古太古代黄柏峪灰色片麻岩；②中太古代花岗岩；③新太古代羊山花岗岩；④新太古代曹庄红色花岗岩；⑤新太古代紫苏花岗岩和⑥新太古代花岗闪长岩和二长岩。
变质表壳岩主要分布在变质深成岩中，主要有古太古代的曹庄岩组和中太古代的迁西岩群。曹庄岩组分布在迁安的吉山、黄柏峪、曹庄等地，层序不连续、不完整，下部为矽线黑云斜长片麻岩夹石榴石英岩、含堇青石石英岩，中部为黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩，上部为黑云片岩、斜长角闪岩和条带状铁建造（BIF）。在黄柏峪村北坡，下部以斜长角闪岩为主，中部为铬云母石英岩、黑云斜长片麻岩、石榴透辉斜长岩夹不纯大理岩，上部为出露不全的黑云斜长片麻岩，黑云变粒岩和薄层条带状铁建造。在铬云母石英岩中碎屑锆石的U-Pb同位素年龄为36亿～38亿年（刘敦一等，1994）。
中太古代迁西岩群主要分布在迁安片麻岩穹窿区西部边缘的水厂至松汀一带，呈南北向延伸，长约50km，宽约10km。迁西岩群主要由暗色麻粒岩、含辉石黑云斜长片麻岩、浅色麻粒岩、条带状辉石磁铁石英岩等互层带组成，在铁矿层的上部出现矽线石榴斜长片麻岩、堇青石榴斜长片麻岩等。由于岩石遭受麻粒岩相的变质改造，原生构造均很难保存，其原岩组合为以基性—中酸性火山岩、硬砂岩为主，夹有硅铁质岩、局部发育有碎屑岩、粘土质岩及少量的碳酸盐岩，结合稀土元素特征，其形成环境与现代大陆边缘岛弧相似。
本区是我国最古老的太古宙高级变质区之一，经历了多期的褶皱变形，尤以高应变的塑性变形为特征，同时伴有强烈的岩浆作用。区内的构造形式多样，有卵形构造、穹窿构造、弧形褶皱、大的韧性剪切带和推覆构造等，这些样式反映了地壳深层次的构造样式。区域构造总体上构成弧形的褶皱带，但不同部位的具体褶皱样式不同，从开阔不对称褶皱到同斜倒转，甚至出现大型平卧褶皱。韧性剪切带多发育在太古宙晚期，多呈北东向，剪切带内普遍出现动力退变质现象。除大型韧性剪切带外，还出现较多糜棱岩带，均显示太古宙晚期较深层次水平剪切变形特征。