混杂沉积主要由碎屑颗粒、基质和胶结物三部分物质组成，碎屑物质绝大部分来源于陆源区，是母岩遭受机械破坏的产物，故称陆源碎屑，所有组成沉积岩、变质岩和火山岩甚至星际物体的矿物以及岩石碎屑都可以在混杂沉积中出现。由于各种矿物和岩石的稳定程度不同，易于风化分解的成分，在风化、搬运过程中逐渐受到破坏，因而难以到达沉积地区，故大部分保存在混杂堆积物中；而比较稳定的、不易破坏的成分则得以保存在相对的终端——盆地沉积物中。在混杂沉积中，砾石颗粒多以岩石碎屑为主，而矿物碎屑则大量分布于基质里。

外来岩块主要来自俯冲板块上的放射虫硅质岩、枕状熔岩以及基性超基性的辉绿岩、蛇纹岩、橄榄岩、榴辉岩等洋壳和地幔岩的碎块。原地岩块系海沟原地形成的浊积硬砂岩、粉砂岩、砾岩，有时还有海沟内壁上的蓝闪石片岩。基质一般是相对塑性的泥质岩石。外来岩块与原地岩块的各个碎块大小不等,形状各异,从几厘米到几公里、几十公里，它们与基质均普遍遭受不同规模的剪切作用，彼此均以构造关系相接触，且无接触变质现象。基质中常见破裂、扭曲甚至塑性流动，发育石香肠、菱形体和楔形体。整个混杂岩呈带状分布于特定的构造部位，产出在俯冲板块前端并与俯冲带平行，宽可达数十公里至上百公里，其中叠瓦状推覆构造发育。由于外来岩块以蛇绿岩套的各组分岩石为主，故也称蛇绿混杂岩，它们是鉴别古海沟重要标志。

混杂岩的成因有不同的解释，一种是强调沉积作用，主张沉积成因，即混杂堆积是海底泥流和重力滑坡等作用所造成；另一种则强调构造作用，主张构造成因，即混杂堆积是因褶皱、破碎、逆冲等作用而形成。板块构造学认为混杂岩是沉积作用和构造活动综合产物，在板块聚敛边界，板块发生俯冲过程中，部分不能随板块俯冲下去而被刮下来的沉积物和蛇绿岩套等堆积在接触带上，与此同时，仰冲板块被普遍剪切导致外来岩块的滑落，从而使不同性质、不同时代的岩石混合堆积在泥质成分的基质中，形成混杂堆积。显然，冲断与消减刮落是构造作用造成的，而各个岩块的混杂、堆积则是发生在地壳表面的表生作用，应属沉积作用范畴。

美国西海岸圣弗兰西斯科混杂堆积是一套典型的混杂岩，它由砂砾岩、页岩、有孔虫碳酸盐岩、放射虫硅质岩、基性-超基性岩、蛇绿岩及其他变质岩组成,该岩带延伸数千公里，宽约100～200公里，是侏罗纪至第三纪期间太平洋板块向北美西岸俯冲消减的产物。中国 喜马拉雅山、天山、西秦岭等地也相继发现了蛇绿混杂岩。