雲開地區基底巖石經歷了多期變質作用。變質作用以區域變質和區域混合巖化作用為主，局部疊加不同時代熱接觸變質作用和斷裂變質作用。
1.區域變質作用
根據變質強度，區域變質作用進壹步劃分為麻粒巖相、角閃巖相、綠片巖相變質作用3種類型。
（1）麻粒巖相變質作用
麻粒巖相變質作用出現於高州的雲爐圩—龍修壹帶，主要影響高州雜巖。麻粒巖相的特征變質礦物包括紫蘇輝石、堇青石、尖晶石、鐵鋁榴石、黑雲母等，存在多世代的變質礦物組合。麻粒巖相變質作用與紫蘇花崗巖關系密切，在紫蘇花崗巖中存在大量麻粒巖相的巖石包體。
特征變質礦物組合和礦物地質溫度計的計算結果顯示，麻粒巖相峰期變質作用溫壓條件為P=0.4～0.6GPa,T=700～800℃，退變質條件為P=0.4GPa,T=650～710℃，地熱梯度達5.4℃/km。PT演化顯示，經歷了峰期變質和地下居留冷卻、擡升後的冷卻兩個重要階段（周漢文，1995）。
關於麻粒巖相變質作用的峰期年齡，研究認為應發生於前晉寧期及更早（丘元禧等，1996；莊文明等，1995）。
（2）角閃巖相變質作用
主要見於北流六麻、六靖及高州，在雲浮大紺山、廣寧石澗地區也有出露。區域分布不均勻，以混合巖、花崗巖為中心，向外變質作用減弱，構成若幹熱穹隆構造。特征變質礦物為黑雲母、夕線石、堇青石、鐵鋁榴石，構成堇青石-夕線石-鉀長石帶、黑雲母-鐵鋁榴石帶、鐵鋁榴石-堇青石-紅柱石帶等由不同變質礦物組成的變質相帶（周漢文，1995）。
根據特征變質礦物組合和礦物地質溫度計的計算結果，角閃巖相變質作用的溫壓條件為：P=0.3～0.5GPa,T=550～700℃。PT演化顯示，角閃巖相變質巖經歷了等壓升溫變質到地下居留冷卻的演化過程（周漢文，1995）。
對廣東省高要詩洞-伍和-石澗-河臺地區的分析表明（Zhou Y.Z.et al.,1995），震旦紀地層經歷了中高級區域變質作用。十字石、夕線石和鐵鋁榴石是特征變質礦物，古地溫梯度為30～50℃/km，片巖形成的溫壓主區間為500～670℃和250～600MPa，是中—中低壓變質相系的產物。
角閃巖相變質作用至少可分為兩期，早期與麻粒巖相變質作用漸變過渡，晚期則形成於晉寧期—加裏東期變質作用。
（3）綠片巖相—綠簾角閃巖相變質作用
涉及雲開基底的所有地層，是多期變質作用的產物，有些變質巖中還保留原始沈積結構。特征變質礦物為白（絹）雲母、黑雲母、綠泥石、十字石、紅柱石、藍晶石、石榴子石、綠簾石、斜長石等。
不同地區的綠片巖相-綠簾角閃巖相變質作用有壹定的差異，從而形成不同的變質礦物組合，其原因除因區域變質過程中局部熱流差異外，加裏東期、燕山期熱接觸變質的疊加是主要原因。特征變質礦物組合、礦物地質溫度計及白雲母的b0值的計算結果顯示，雲開群變質作用溫度為500～600℃，屬中—中低壓相系（Zhou et al.,1995；淩井生等，1992）。
2.區域混合巖化作用
本區區域混合巖化作用從晉寧期開始，壹直持續到加裏東期。
高州雜巖中的混合巖主要形成於晉寧期。從新桐向雲爐方向，高州雜巖的混合巖依次可見呈北西走向的局部混合巖帶、條帶狀混合巖帶、眼球狀混合巖帶及片麻狀混合巖帶。混合巖的這種區域分布特征，是由於深熔作用程度不同造成的，隨著深熔作用的發展和熔體量的增加，熔體與殘留體的作用增強，混合巖由不均勻向均勻化發展（陳斌等，1994）。
在雲開群中，混合巖化作用主要形成變質巖—條帶混合巖-片麻狀花崗巖-眼球狀花崗巖組合，它們之間呈漸變過渡接觸。
加裏東期混合巖化作用在空間上多以某壹巖體為中心呈環狀分布、由中心向外混合巖化作用逐漸減弱為特征。這壹中心壹般為加裏東期深熔型黑雲母花崗巖，在雲開大山腹地呈多中心特征。由於混合巖化作用對原巖的選擇性，由中心向外可以見到混合巖化程度不同的巖石交替出現（周漢文，1995；丘元禧等，1996）。
在粵西河臺金礦田外圍的詩洞-伍和-石澗地區，可以清楚地觀察到混合巖與正常變質巖具漸變過渡接觸關系。從西北到東南依次發育均質混合巖、條痕混合巖、條帶狀混合巖、片麻巖和混合巖化片巖。它們形成於開放的變質體系中，主要通過主要化學成分的準原地調整而成，其中的部分淺成體來自深部地層（Zhou,1993）。
由於本區區域混合巖化作用從晉寧期開始，壹直持續到加裏東期，從而使混合巖的歸屬問題成為爭論的焦點。作者認為，以早期基底巖石為源巖的混合巖，可以在後期基底形成過程中多期次的構造-熱事件中連續形成，是多期次變質作用的見證，其地球化學特征由源巖的性質決定，因此可以歸屬到源巖的巖層中，作為壹類特殊的巖石進行研究。
雲開地區在加裏東期後轉變為穩定，上覆蓋層沈積。後期疊加了斷裂變質作用和接觸變質作用。
3.斷裂變質作用
斷裂變質作用存在於加裏東期及以前時期，但由於強烈改造與區域變質作用不易區分。在海西—印支期，斷裂變質作用的表現相當明顯，在雲開地體的東部、西北部邊緣分布尤為集中，明顯受吳川-四會斷裂帶、羅定-廣寧斷裂帶、岑溪-博白斷裂帶控制。混合巖化、動熱變質、韌性剪切變質等變質作用均沿斷裂構造呈線性分布（莫柱蓀，1983）。如岑溪-博白斷裂帶中從黃陵到蟠龍有壹條由二雲母片巖帶、石榴子石片巖帶、十字石片巖帶組成的漸進斷裂變質帶，斷裂變質帶斜切地層走向，變質程度與地層層序無關。沿上述斷裂帶以及在雲開地體內部疊加有糜棱巖帶、糜棱巖化帶和碎裂巖帶，在河臺地區沿鳳村—河臺—五村—光寧壹線的糜棱巖帶中，金礦賦存於其中。在燕山期及以後，斷裂變質作用以碎裂變質為主。
4.接觸變質作用
接觸變質作用在前寒武紀和古生代巖體邊部即有發生，但以中生代燕山期花崗巖的接觸變質最為突出。燕山期花崗巖漿活動沿斷裂分布，在花崗巖體周圍引起接觸變質作用和同化混染作用，形成由各種角巖、夕卡巖、大理巖組成的熱接觸變質帶。