La Catena del Lagorai dal punto di vista geologico-strutturale appartiene alla Regione Dolomitica. Le sue rocce fanno parte del Gruppo Vulcanico Atesino, una potente successione di ignimbriti, lave e depositi epiclastici affiorante in Alto Adige e Trentino orientale e depositata nel Permiano, in un intervallo di tempo compreso tra 290 e 274 milioni di anni fa, facente parte di un articolato sistema vulcanico i cui prodotti affiorano attualmente su un vasta area dell'attuale Dominio Sudalpino compresa tra le Dolomiti orientali ed il Lago Maggiore.
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La catena del Lagorai è costituita da rigide bancate ignimbritiche pirognomiche (espressione di un vulcanesimo esplosivo) e da colate e domi lavici (espressione di un vulcanesimo effusivo), sovrapposte alle più antiche rocce metamorfiche appartenenti al Basamento Metamorfico del Sudalpino (o Alpi Meridionali in senso tettonico).
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Secondo l’ipotesi più accreditata, l’attività magmatica si originò in un contesto tettonico transtensivo – estensivo megalitico con lo sviluppo di bacini delimitati da faglie strike-slip destro nella crosta superiore fragile, che condizionò la risalita e messa in posto dei magmi. (Massari, 1988; Vai, 1991; DalPiaz, 1993; Cassins & Pedrotti, 1994; Rottura et al., 1998).
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Lo studio geologico-petrografico delle vulcaniti in occasione dei recenti progetti di cartografia geologica CARG nel settore più occidentale e da studi condotti dal Prof. Giuseppe Bargossi, dal dott. Luca Bertoldi e dal dott. Gianluca Piccin nel settore centro-orientale, hanno messo in evidenza una successione stratigrafica pirognostica che dal basamento filladico-perolitico verso l’alto comprende:
