2.2.1 地层
海南岛东北部内地层（含变质岩及火山岩地层）分布面积10770km 2，约占海南岛东北部陆地面积的71.8%。从中元古界长城系至新生界第四系，除缺失蓟县系、青白口系、震旦系、寒武系、泥盆系、二叠系、侏罗系外，其他地层均有出露（见表2.1、图2.2）。
2.2.1.1 中元古界
仅见长城系抱板群（ChB），为区内最古老的地层，亦为本区的结晶基底。主要分布在文昌市重兴镇及屯昌县枫木镇一带，为一套中深变质岩系。可进一步划分为下部戈枕村组和上部峨文岭组。戈枕村组岩性以片麻岩为主，峨文岭组岩性以片岩类、石英岩类为主。
2.2.1.2 古生界
区内古生界包括奥陶系南碧沟组（O n），志留系陀烈组（S1t）、空列村组（S1k）、足赛岭组（S3z），石炭系南好组（C1n）及青天峡组（C2q）。南碧沟组主要分布在调查区西部大岭农场一带，系一套变质碎屑岩夹变质基性火山岩、基性火山碎屑岩的岩石组合，为浅海—半深海相碎屑岩建造夹火山岩建造。志留纪地层多呈零星状出露在五指山地层分区中，岩性为浅变质细粒、中细粒海相碎屑岩，属半深海—深海相类复理石、复理石建造。石炭纪地层主要出露在调查区中部文儒、兰洋及松涛水库一带，为一套浅变质的碎屑岩，系滨海—浅海环境之沉积产物。
2.2.1.3 中生界
安中生界区内见及三叠系岭文组（为T1l 和白垩系鹿母湾组（K1l）、报万组（K2b）。前者分布在定安县岭文和琼海市九曲江两地，为一套湖泊陆碎源屑岩，具磨拉石建造特；鹿母湾组、报万组主要分布在白沙县细水、南溪和琼海市阳江、会山等地，为一套浅紫红色和灰白色碎屑岩：沉积建造相应为陆相复陆屑建造夹酸性火山岩建造和陆相复陆屑建造。
表2.1 调查区地层序列
图2.2 海南岛东北部地质图
2.2.1.4 新生界
新生界于区内很发育，从古近系古新统连续至第四系全新统均见产出。
古近系、新近系（组级地层单位见表2.1）主要隐伏分布于琼北广大地区，沉积厚度大，多为海相碎屑岩及陆相碎屑岩夹基性火山岩沉积。
第四系为区内最发育、分布面积最广的地层，海口地层小区中出露的基本上均为第四系。区内第四系包括更新统秀英组（Qp1x）、北海组（Qp2b）、八所组（Qp3bs）、道堂组（Qp3d）及全新统石山组（Qh1s）、万宁组（Qh1w）、琼山组（Qh2q）和烟墩组（Qh3y），岩性主要为砂质、泥质、粘土质岩类及基性火山岩。秀英组主要分布于沿海地区，厚5～30m，平行不整合于新近系海口组之上，被北海组平行不整合覆盖；北海组与上覆八所组呈平行不整合接触，厚0～18m，地貌上在沿海一带构成Ⅲ级阶地；八所组平行不整合于秀英组之上，厚4～25m，未见顶，地貌上表现为海成Ⅱ级阶地；万宁组主要见于沿海一带的钻孔中，整合于八所组之上，被上覆琼山组整合覆盖，厚度大于11m；琼山组与上覆烟墩组呈整合接触，隐伏于沿海一带，厚11～19m；烟墩组厚3～19m，未见顶，主要分布在沿海一带，地貌上构成滨海沙堤或河漫滩；道堂组及石山组为第四纪火山岩地层，广布于琼北地区，前者喷发不整合于北海组之上，被上覆石山组喷发不整合覆盖。道堂组厚5～278m，石山组厚度大于95m，它们在地貌上表现为大面积的玄武岩被及众多的火山锥。
2.2.2 岩石
区内岩石分布广泛，有侵入岩、火山岩、变质岩（见图2.2）。
2.2.2.1 侵入岩
海南岛东北部侵入岩出露面积约4430km 2，占总面积的29.53%。岩石类型以中酸性的花岗岩类为主，少量为基性、超基性的辉长岩、闪长岩、石英闪长岩类。成岩时期分属海西—印支期及燕山期。
（1）海西—印支期侵入岩：绝大部分分布在五指山隆起区，岩性以中粒斑状（角闪）黑云二长（钾长）花岗岩为主，为区内最主要的花岗岩岩石类型，主要包括铜鼓岭岩体、翁田抱虎山岩体、大致坡岩体、琼海烟塘岩体及琼中、儋州岩基。上述岩体及岩基除烟塘岩体外，均具明显的定向组构，可见含闪长质淬冷包体，推测其为壳幔岩浆混合作用的产物，形成于挤压应力作用下的构造环境。而烟塘岩体内部岩性变化较大，以中粒斑状黑云母二长花岗岩为主，局部为中粒、中细粒黑云母二长花岗岩，局部可见黑云母条带、变质岩捕虏体等，推测为地壳深熔作用形成的半原地花岗岩。
（2）燕山期侵入岩：主要分布于屯昌县南坤、琼海市长坡及五指山市什运等地。岩石类型为花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩。结构以细中粒、中粒为主，部分具似斑状结构。常含闪长质包体及角闪石，幔、壳岩浆混合作用明显。岩石以无原生定向组构区别于海西—印支期侵入岩。燕山期侵入岩不同岩石单元常呈环套状产出。
2.2.2.2 火山岩
海南岛东北部火山岩分布面积广，主要为新生代火山岩和中生代火山岩，尤其是新生代火山岩最为发育，出露面积约3420km 2，约占海南岛东北部总面积的22.80%。区内火山岩以基性火山岩为主，中、酸性火山岩少量。
（1）中生代火山岩：中生代火山岩主要分布于调查区西部，有两个喷出体，其一位于澄迈县金江镇林峨村—万坡村一带，出露面积约10km 2；另一处位于儋州市洛基镇附近，出露面积3～4km 2。中生代火山岩系一套中酸性安山岩类—流纹岩类等熔岩及火山角砾岩。火山角砾岩的角砾成分以流纹岩、安山岩、英安岩为主，胶结物为中酸性熔岩物质。
（2）新生代火山岩：新生代是海南岛东北部火山活动的强盛时期，自古近纪始新世以来，曾发生过多期、多次火山活动，火山喷发时断时续，一直延至第四纪全新世。古近纪、新近纪火山岩除蓬莱地区及海口市金牛岭见出露于地表外，大部分隐伏于琼北地下；第四纪火山岩则广泛出露于琼北广大地区并形成大面积的玄武岩被和众多的火山锥。新生代火山岩大部分为基性火山熔岩（玄武岩类）和火山碎屑岩，部分为沉火山碎屑岩。
2.2.2.3 变质岩
区内出露的变质岩有区域变质岩、动力变质岩、接触变质岩。区域变质岩主要分布在调查区南部和西部，产出在中元古界和古生界当中。其中：中元古界抱板群戈枕村组具高角闪岩相特征，其变质岩石以片麻岩为主，原岩为钙碱性中酸性火山岩；中元古界抱板群峨文岭组，遭受低角闪岩相变质，岩性以片岩类为主，原岩主要为泥、砂岩，局部夹有中酸性火山岩；古生界遭受低绿片岩相变质，岩石类型以变质的泥、砂质岩为主，其次为结晶灰岩、石英岩、片岩等，原岩为泥质岩、砂岩、灰岩、泥炭等。动力变质岩主要出现在各种韧脆性断裂中，严格受断裂带控制。接触变质岩主要分布在侵入岩与地层的接触带中。