گستره­ی مورد بررسی در220 کیلومتری جنوب غربی مشهد، و 80 کیلومتری جنوب نیشابور و در گستره­ای بین طول­های شرقی"30 '40 ˚58 الی"30 '44 ˚58 و عرض­های شمالی"30 '47 ˚35 الی "00 '52 ˚35 قرار گرفته است و در پهنه­ی ساختاری سبزوار قرار دارد. واحدهای زمین‌شناسی منطقه بیشتر شامل سنگ‌های آتشفشانی به سن ائوسن با ترکیب تراکیت،تراکی آندزیت و تراکی آندزیت بازالت بوده که در بعضی قسمت­ها تحت تاثیر دگرسانی آرژیلیک، کربناتی و پروپیلیتیک قرار گرفته­اند. فنوکریست­های غالب در این سنگ­ها کانی های پلاژیوکلاز، فلدسپات قلیایی، هورنبلند سوخته و پیروکسن است. بافت سنگ‌های آتشفشانی منطقه عمدتاً پورفیری با زمینه ریز دانه تا میان دانه است. تجزیه­ی شیمیایی نشان دهنده­ی ماهیت آهکی- قلیایی این سنگ­هاست. غنی‌شدگی عناصر LILE (به غیر از (Ba و تهی شدگی عناصر HFSE در این سنگ­ها قابل مشاهده است. غنی شدگی عناصر LREE نسبت به عناصر HREE  نشانه­ی تشکیل ماگما در محیط فرورانش است که این خصوصیت نیز در سنگ­های آتشفشانی منطقه­ی گل چشمه  به خوبی دیده می­شود. نمودارهای زمین­ساختی و ژئوشیمی سنگ­های آتشفشانی منطقه بیانگر محیط زمین­ساختی قوس آتشفشانی قاره­ای است. نسبت پایین (La/Yb)_N (3_/9-3_/5) و (Ce/Yb)_N (2_/4 تا 7) نشان دهنده­ی ذوب بخشی پایین و عمق کم تشکیل ماگما و کم بودن گارنت در خاستگاه است. به نظر می­رسد که گدازه­های منطقه گل چشمه از ذوب بخشی حدود 2 الی 5 درصدی گوه گوشته­ای در عمق اسپینل-گارنت لرزولیتی با مقدار گارنت پایین به همراه آلودگی کم با پوسته ریشه گرفته­اند.