矿层赋存于玄武岩喷溢间歇期形成的河湖相沉积层中。下伏地层为下白垩统期朝川组与部分上侏罗统黄尖组,在它的剥蚀面上沉积了第三系上新统嵊县组地层,上覆第四系残坡积层。地层自上而下为:
第四系,砂砾、砂质粘土 角度不整合0~30m
第三系,上新统嵊县组:
6.第三期橄榄玄武岩。 >30m
5.第三沉积层玄武质砂砾岩,下部为含砾粉砂岩。 12~50m
4.第二期玄武岩上层,气孔状橄榄玄武岩,中部见0~0.7m白色含硅藻土薄层或透镜体,下部为致密块状玄武岩。 26~60m
3.第二沉积层上层,上部10~20m,中—细粒砂层、粘土质砂层;中部26~65m白、蓝及少量黑色硅藻土层;底部0~15m含植物碎屑粘土或砂砾层。20~78m
2.第二期玄武岩下层,致密块状橄榄玄武岩。 5~88m
1.第二沉积层下层,顶部为灰白色粘土质砂岩,中部为白、蓝色硅藻土层,下部为砂砾层。5~35m
不整合
白垩系下统朝川组紫红色粉砂岩。
硅藻土产于嵊县组第二沉积层中,含矿二层。出露地表部分风化为白色或灰白色,其余为蓝灰色。上矿层厚26~65m,出露面积40km2。下矿层厚度不到30m,出露面积约30km2。矿体产状近于水平,呈层状、似层状,见下图。
硅藻土含硅藻遗骸60%~80%,此外为粘土矿物及少量粉砂。蓝色硅藻土(称为蓝土)粘土矿物相对含量依次为:高岭石、埃洛石、水云母、蒙脱石;白色硅藻土(称为白土)则依次为蒙脱石、高岭石、埃洛石、水云母。
上、下两层硅藻土的主要化学成分基本相同,不同颜色硅藻土间也无明显变化,只是白土因混入粉砂、粘土,使其SiO2含量相对较低,Al2O3、Fe2O3含量相对较高。矿层中部化学成分比较均匀,平均SiO2 63.94%、Al2O3 16.16%、Fe2O3 4.07%、TiO2 0.8%~1.01%、CaO 0.39%~1.22%、MgO 0.14%~1.38%。
硅藻种属以直链属的冰岛直链藻占优势,约占95%,此外为湖沼圆筛藻、蛛网藻,见个别舟形藻和瑞士桥穹藻,可能还有短缝藻。均为淡水种群。
硅藻土堆密度:上矿层蓝土0.56 g/cm3,白土为0.70 g/cm3,原土孔体积0.6 cm3/g。比表面积46.5 m2/g。主要孔半径50~800nm。耐火度1 470~1 510℃。导热系数0.297~0.264W/(m•K)。原土脱色力33~144。
嵊县硅藻土矿的特点是矿层分布面积广、厚度大、连续性好、品位均匀、硅藻种属单一。沉积环境稳定,属淡水湖泊相生物化学沉积矿床。