منطقه بروجرد از نظر زمین شناسی بخش کوچکی از زون سنندج- سیرجان محسوب می شود. سنگ های دگرگونی در این منطقه به دو گروه ناحیه ای و مجاورتی تقسیم می شوند. سنگ های دگرگونی ناحیه ای که بخش وسیعی از منطقه را در بر می گیرند شامل اسلیت و فیلیت بوده و در محدوده رخساره شیست سبز (زون کلریت) قرار می گیرند. نفوذ توده گرانیتوئیدی بروجرد به صورت کشیده و طویل به موازات شیستوزیته غالب این سنگ ها با روند شمال غربی- جنوب شرقی، یک دگرگونی مجاورتی در حد رخساره پیروکسن هورنفلس را به وجود آورده است. سنگ های دگرگونی مجاورتی در بخش شمالی توده شامل توالی کاملی از دگرگونی درجه پایین تا بالا شامل شیست لکه دار، هورنفلس شیست، هورنفلس و میگماتیت می باشند ولی در بخش جنوبی به دلیل وجود سیستم های گسله و رانده شدن سنگ های گرانیتوئیدی بر روی سنگ های دگرگونی، این توالی به طور کامل دیده نمی شود. شواهد صحرای و میکروسکوپی نشان می دهند که میگماتیت ها از نوع تزریقی بوده و در حقیقت در اثر تزریق ماگمای گرانیتوئیدی به درون سنگ های دگرگونی به وجود آمده اند. محاسبات دماسنجی گارنت- بیوتیت برروی هورنفلسیها دمای به تعادل رسیدن این زوج کانی را با احتساب متوسط همه کالیبراسیون ها 472 درجه سانتی گراد برآورد می کنند.