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大田县位于华南褶皱系次级构造单元永梅坳陷带东北部，西临同属华南褶皱系次级构造单元的武夷山隆起带，东临东南沿海褶皱系次级构造单元闽东南滨海断隆带，北接华南褶皱系闽西北加里东隆起带，是在华夏古陆的基础上逐步演化而来。
研究区地层发育比较齐全，有前震旦系麻源组、上古生界天瓦竦组至中生界石帽山组，以及第四系均有出露。中北部主要出露前震旦系至古生界地层，南部则主要出露中生界地层，总体呈由北往南地层由老变新的分布特征。
研究区构造线以北北东向为主，在西南部和中部分别发育北西向和近东西向构造线，与北北东向构造线相交呈网状。本区主干断裂为北北东的政和-大浦断裂，纵贯全区，经历了多次演化阶段，在中生代主要经过两个演化阶段：印支末期-燕山早期以逆冲-推覆为主，燕山期以伸展-拆离为主。印支构造事件中华夏板块和扬子板块完成碰撞、拼合，形成华南板块，导致沉积盖层广泛发育褶皱和逆冲推覆构造。形成的褶皱中，既有宽缓-紧闭褶皱，也有变质核杂岩构造及其有成因联系的拆离滑脱系统，同时，印支构造事件也是一个造陆过程，使得闽西南地区迅速上升为陆地。
研究区内岩浆活动频繁，以中生代岩浆活动为主，岩浆活动受北北东向断裂带控制明显。本区中生代岩浆岩体主要有汤泉岩体、脉岩群、太华岩体。汤泉岩体位于政和-大浦断裂带西侧，主要成分为花岗闪长岩，花岗闪长岩中锆石LA-ICPMS年龄为165.7Ma，具有中心相及边缘相，中心相以中细粒以花岗闪长岩主，边缘相以细粒花岗闪长岩为主。汤泉岩体属钙碱性英安岩系列，具有较低的A/CNK值和较高的A/NK值，为准铝质岩，同时具有高Sr、la，低Y、Yb、无负Eu异常等埃达克质岩特征；脉岩群位于政和.大浦断裂带西侧东侧，锆石LA-ICPMS加权平均年龄为138Ma，脉岩成分为花岗斑岩，走向多为北北东向。脉岩群属钙碱性流纹岩系列，具有较高的A/CNK值和较低A/NK值，为过铝质甚至强过铝质岩。脉岩群样品稀土含量较低，Eu亏损明显；太华岩体位于汤泉岩体位于政和-大浦断裂带西侧，主要成分为黑云母花岗岩，岩石Rb-Sr等时线年龄为114Ma，属钙碱性流纹岩系列，为过铝质岩，Eu轻度亏损。
福建地区大体表现为负重力异常，北东向南岭-武夷山低重力负异常带和北北东向闽浙东南沿海低重力负异常带之间存在闽西南重力负异常带；大田一带存在正磁异常，其方位比较大；地震测深研究结果表明，闽西南地区地壳可分为三层，中地壳较厚，普遍存在壳内低速高导体。但在大田地区，低速高导体消失，可能存在上升地幔的底劈作用。