据野外产状和分布特征，岩相学测定、变晶矿物成分和组合标志以及硅酸盐成分分析表明，组成桐柏黑硬绿泥变质带的原岩主要分属于两种类型，一是辉长岩类，二是斜长花岗岩类。
类岩石中黑硬绿泥石的形成过程虽长，但基本上是在一个变质作用过程中的产物，只是其发育有先有后而已。早阶段形成的黑硬绿泥石都和糜棱叶理相一致，晚阶段发育起来的硬绿泥石则斜交片理，二者虽有穿插现象但绝无交代作用可见，而且较大的变斑晶黑硬绿泥石可有筛状变晶结构，中包斜长石、绿帘石、角闪石或石英长石，白云母绿帘石等矿物包体。这些包体矿物一般都是原岩中原生矿物粒化重结晶的变晶矿物。说明这两类岩石中的黑硬绿泥石都是在原岩受到糜棱岩化作用过程中的变晶矿物，所以，黑硬绿泥石的变质作用实是韧性剪切变形作用带内辉长岩体和斜长花岗片麻岩体的一种退变质作用的结果。
变质作用时代也就是糜棱岩形成的时代，其中白云斜长片麻糜棱岩的39Ar/40Ar同位素年龄为230Ma，相当于印支期，也就是说桐柏北部黑硬绿泥石变质带的形成时代和整个东秦岭大别山造山带发育的印支期糜棱岩化变形作用是同步发展起来的。其形成时的温压条件，参考变质作用带内相邻同变质期岩类中多硅白云母的Si=3.40～3.50，按MassonneandSchreyer（1987）的图解，于温度达673.15K时，压力应在0.8GPa～1.2GPa之间。若依其平均压力1GPa，采用Kroph（1978）和GreenandHellman（1982）[15]石榴石多硅白云母地质温度计，求得本带变质作用的温度为644.15K～765.15K。也就是说桐柏北部黑硬绿泥石变质带中，黑硬绿泥石 黑云母 白云母±绿泥石±石英 钠长石和黑硬绿泥石 白云母 阳起石±绿泥石 钠长石组合形成作用的温压条件是在约1.0±0.3GPa，703.15±323.15K，黑硬绿泥石可稳定的情况下，这和鄂北蓝片岩带形成的温压条件p/GPa=0.5～0.7，T=623.15K～723.15K是相近的。由于这个黑硬绿泥石变质带无硬柱石发育，而且有富锰铝榴石石榴石、黑云母和绿帘石形成。因此，其变质作用温度要比北美加里福尼亚有硬柱石出现的黑硬绿泥石变质带的形成温度要高些，即在临近黑云母变质带的温度范围内。桐柏黑硬绿泥石的变质带内无典型的蓝闪石分布，而常见冻蓝闪石和蓝透闪石与镁钠闪石产生，也表明这个变质带形成时的温度可能相对较高，应相当于通常的绿泥石带的上部至黑云母带的下部温度之间的过渡带内。这和地质温度计的计算结果是一致的。桐柏黑硬绿泥石变质带内的黑硬绿泥石与多硅白云母、阳起石、绿帘石、钠长石和绿泥石共生，两无钾长石发育，这和Brown（1975）对含黑硬绿泥石的高压绿片岩相的分析相吻合。因此，桐柏黑硬绿泥石变质带应属于高压条件下的较高温蓝闪绿片岩相变质形成物 。
