晉城地層以古生界和新生界地層為主。其主要分布情況如下:
新生界 第四系主要分布于高平及晉城盆地,由坡積、洪積和沖積物組成,厚0~42米,巖性為棕紅、紫紅等粘土、亞粘土,夾細砂、粉砂及中粗砂和礫石層。第三系主要分布于晉城市區(qū)以北至高平市區(qū)以南丘陵區(qū),由巖性為土黃、灰綠、棕紅式粘土及砂質(zhì)粘土,含有錳鐵質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)核。厚度12~20米,最厚40米。
中生界 白堊系晉城市無分布。侏羅系晉城市無分布。三迭系主要分布于沁水縣城以北,高平市局部。由巖性為紅色、磚紅色中細粒長石砂巖、沙質(zhì)泥巖、頁巖及灰綠色、黃綠色、灰白色長砂巖等組成。
古生界 二迭系主要分布于沁水拗陷中,從高平、陵川經(jīng)晉城到陽城、沁水弧形出路。由細砂碎悄巖及泥質(zhì)巖組成,中下部含豐富的植物化石。厚度為141~795米。石炭系主要分布于陵川、陽城、沁水。由沙巖、頁巖、泥巖、鋁土礦、灰?guī)r及煤層、鐵礦黃鐵礦等組成,厚32~252米。泥盆系晉城市無分布。志留系晉城市無分布。奧陶系分布較廣。由灰?guī)r、泥灰?guī)r和含燧石白云巖組成。厚476~700米。寒武系市區(qū)東部和南部,陵川、晉城、陽城和沁水呈弧形代狀分布。由礫巖、砂巖、頁巖、泥灰?guī)r、狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r和白云等組成,厚377~570米。
元古界 主要分布于陽城縣羊圈底廟以南一帶。由變質(zhì)礫巖、紅色厚層粗粒變質(zhì)長石、石英砂巖和絹云片巖、絹云石英片巖、綠泥白云片巖組成,厚354米。陵川縣和陽城縣一帶。由石英砂巖、石英巖狀的砂巖灰紫紅色頁巖、含海綠隸石石英砂巖夾頁巖及含灰?guī)r、泥灰質(zhì)白云巖組成。厚555~1200米。李圪塔、橫河、楊柏一帶厚幾米到幾千米。
太古界 零星分布于東部和西南部出路在陵川橫水、大河口和邁河一帶及陽城縣羊圈底廟一帶。陵川大河口主要為片麻巖系地層,陽城羊圈底廟有黑云、片巖、黑云片巖和二長片巖、魚閃片巖和片麻巖,局部有透鏡狀大理巖。厚度分別大于300米、500米。
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