矿田所在的相山火山盆地为一塌陷式火山盆地（陈肇博，1980），其平面形态为椭圆形，东西长约26km，南北宽约16km，面积约316km2，现代地貌形态为中高周低的正地形。火山盆地基底主要为震旦系，其次为下石炭统及上三叠统，基底之上为上侏罗统火山岩，盆地北西侧火山岩之上有上白垩统红层覆盖（图2.7）。
图2.7 相山矿田地质略图
2.4.1.1 基底地层
（1）新元古代震旦纪（Z）变质岩
出露于火山盆地北、东、南侧，岩性以千枚岩、片岩为主，局部见深层变质变形的糜棱岩、热变质作用的角岩。自南而北，基底变质程度增强，岩石类型依次为：千枚岩—片状千枚岩—微晶片岩—片岩—石榴黑云片岩—十字石榴黑云片岩，即由低绿片岩相（绿泥石带、黑云母带）—高绿片岩相（石榴子石带）—低角闪岩相（十字石带），它们之间呈过渡关系。
（2）石炭系
仅见下石炭统华山岭组（C1h），属内陆湖泊相沉积，岩性为含砾石英砂岩、紫红色细砂岩、粉砂岩，厚度300m，出露于盆地的东侧。
（3）三叠系
仅见上三叠统安源组（T3a），出露于盆地的东缘，与下伏地层呈不整合接触，岩性主要为含燧石石英砂岩夹炭质页岩及煤线，厚200～500m。
基底地层中缺失寒武纪至泥盆纪及中石炭世至中三叠世的地层。据岩相古地理资料（江西省地质矿产局，1984），在寒武纪至早志留世，相山及其邻区接受了海相沉积，海水水体深浅在不同地质时代不一；中志留世至晚泥盆世，相山及其邻区隆升为古陆；石炭纪至中三叠世，再次接受了海相沉积，总体属浅水海域的古环境；自晚三叠世至早侏罗世，相山及其邻区接受了河湖相沉积。基底地层的缺失以往认为是剥蚀作用的结果。纵观江西省区域地层分布，赣杭构造火山岩带几乎均缺失这些地层，但在其两侧分布有这些地层。相同的古地理环境不可能造成地层分布的如此差异，基底地层的缺失可能还有其他的原因。
2.4.1.2 盖层地层
（1）火山岩系
相山火山盆地盖层火山岩系由多种产出相的酸性、中酸性火山熔岩、火山碎屑岩及少量正常沉积夹层构成。晚侏罗世火山岩层均向中心倾斜，总厚度大于2000m，分为打鼓顶组和鹅湖岭组，每组分四个岩性段，每组的特点总体是由沉积到爆发再到喷溢式侵出，由此构成一个大的火山喷发旋回（表2.5）。大规模火山活动期后，还有次火山岩侵入。
打鼓顶组 第一段（J3d1-1）是火山岩系最底部地层，不连续分布于盆地四周，与下伏地层不整合接触，其厚度以北部最大，为240m；第二段（J3d1-2）主要分布于相山北部，厚73m；第三段（J3d2-1）总体较薄，主要分布于相山北部，厚21m；第四段（J3d2-2）分布于盆地西部和北部，东部和西南部出露甚少，南部缺失，西部厚度最大，约530m，北部厚150m，东部厚几十米，该段是矿田内主要含矿岩性之一。
鹅湖岭组 第一段（J3e1-1）在盆地内广泛分布，仅南西部缺失，此段厚度不大，小于10m，与流纹英安岩呈不整合接触；第二段（J3e1-2）层位稳定，遍布整个盆地，厚度一般小于30m，第三段（J3e2-1）与J3e1-2假整合接触，厚15m，第四段（J3e2-2）为构成相山火山盆地主体岩性的碎斑熔岩，其与下伏岩层接触面由盆地四周向中心倾斜，倾斜度南北对称，东陡西缓，并向深部逐渐变陡，出露面积约250km2，厚度大于1380m，是矿田内主要含矿岩性之一。
据晚侏罗世沉积特征可知，晚侏罗世早期相山火山盆地形态为南高北低的箕状盆地，接受晚侏罗世早期火山-沉积岩系之后，火山盆地内部形态基本均衡对称，地势亦与周边基本持平，在此盆地形态基础上进而堆积了晚侏罗世晚期火山-沉积岩系。
（2）次火山岩
大规模火山活动期后，次火山岩侵入，以不规则的弧形和半环形围绕盆缘的北、东、南部出露，岩性主要为花岗斑岩。
（3）白垩系
在火山盆地西侧，由于区域性伸展拉张作用，形成了晚白垩世盆地，堆积了陆相红色砂岩、砂砾岩，与火山岩系呈不整合接触，厚度约300m。
表2.5 相山矿田火山岩系地层简表