地球化学分析结果表明:北秦岭斜峪关群基性熔岩的LREE轻度富集,(La/Yb)N=1.31~3.27,中—酸性熔岩的LREE显著富集,(La/Yb)N=4.22~26.54。草滩沟群基性火山岩LREE中度富集,(La/Yb)N=2.50~2.97,中—酸性熔岩的LREE显著富集,(La/Yb)N=4.57~10.15。低δEu值(0.62~1.14)暗示斜峪关群和草滩沟群火山岩初始玄武质岩浆的分离结晶程度很低、初始岩浆中斜长石分异作用很弱,大离子亲石元素明显富集,而相对N-MORB较低的高场强元素丰度,特别是明显的Ta、Nb低谷,展示了典型的岛弧火山岩的特征。同位素地球化学分析揭示,斜峪关群和草滩沟群火山岩的初始Sr比值为0.703438~0.708329,初始Nd比值为0.511948~0.512327,多集中于0.512003~0.512327间,εNd均为正值( 5.42~ 12.81),表明二群火山岩主要来自富集地幔源区。斜峪关群和草滩沟群火山岩的岩浆源区为混染的富集地幔源区,是俯冲板片熔融和地壳混染的产物,形成于岛弧构造环境。SHRIMP锆石U-Pb测年表明斜峪关群基性熔岩形成时代为早奥陶世(472±11Ma),其中的古老捕晶锆石(1294±34Ma)表明斜峪关群火山岩的岩浆源区存在元古宙地壳混染。