中生代起始于距今2.5億年前，終止于距今6500萬年前，延續了1.85億年。嵩山自2.5億年前後第五次成山後一直挺立至現在。在曆經升降、構造、侵蝕等内外生地質營力的作用，登封盆地發生斷裂，地貌雛形形成，湖進湖退，水系變遷，嵩山巍然屹立。
中生代植物以裸子植物為主，故中生代有“裸子植物時代”之稱。動物界以爬行動物的極度繁盛和菊石類的規律演化為特征，故中生代又有“爬行動物時代”和“菊石時代”之稱。嵩山地區中生代第一個紀三疊紀與古生界二疊紀之間沒有明顯的構造運動，兩者為連續沉積。
1．三疊紀地質簡史
三疊紀是中生代第一個紀。三疊紀生物與二疊紀相比有了顯著的變化，繁盛于晚古生界的鱗木、封印木、科達樹都滅絕了。蘇鐵類占重要地位，真蕨類和木賊類逐漸繁榮。魚類以全骨類占主要地位，爬行動物迅速發展，恐龍類開始出現。繁盛于晚古生界的四射珊瑚和蜓已完全滅絕，菊石等軟體動物化石成為重要标準化石。
二疊紀末華北區地殼隆起，沉積盆地進一步縮小。就河南省而言隻剩下以洛陽為沉積中心的半封閉内陸盆地。這個盆地在早中三疊世時有兩個分支，嵩山以北為洛陽——鄭州分支，嵩山以南為臨汝——周口分支，但就嵩山地區而言，可以看作多個小盆地，如大金店盆地、盧店盆地等，它們之間并不是一直連通的。
早三疊世劉家溝期為幹燥氣候的河流沖積環境。生物界面臨嚴峻的考驗，僅有少量石松綱植物和二齒獸等脊椎動物在苦苦掙紮。沉積物為淡紫一紫紅色細砂岩，層面可見泥裂、雨痕、蟲迹和波痕。
早三疊世和尚溝期，為安靜水體條件下的濱湖、淺湖環境的沉積。沉積物為鮮紅、暗紫色砂頁岩。植物為肋木和較多的輪藻，動物主要為介形蟲和少量脊椎動物。早三疊世末期，嵩山以東新密一帶由于河流淤塞，湖水向西退卻，面積縮小，造成中、上三疊統的缺失，而嵩山以南陽城大金店一帶繼續接受沉積。
中三疊世二馬營期一油房莊期，幹旱漸次解除，逐漸轉向濕潤。在緩慢水流作用下，河流、濱湖、淺湖環境下沉積了黃綠、紫紅色粘土岩和粉砂岩互層。有節植物、輪藻、介形類大量出現，并有脊椎動物，反映氣候向濕潤過渡的特征。
晚三疊世氣候更溫暖濕潤，華北地台進一步上升，湖盆的面積逐漸縮小。盆地沉積物以灰黃、黃綠色為主，鈣質粘土岩、鈣質粉砂岩夾長石石英砂岩。盆地邊緣碎屑物增多。盆地中心有菱鐵礦結核出現。在某一階段湖泊沼澤化，形成煤線、炭質頁岩和油頁岩。動物以淡水雙殼類及葉肢介為代表。湖盆邊緣也出現了沖積扇等河流沉積。
三疊紀末，印支運動使河南全省大部分地區隆起剝蝕。嵩山地區也不例外。印支運動在河南境内主要表現是上升運動。三疊系在地殼上升過程中隻發生了微弱的擡升撓曲。岩漿活動也很微弱。
嵩山地區的這次隆起成陸，大約延續了l億多年，缺失了侏羅系、白垩系和古近系古新統的沉積。然而這1億多年并不是空白，燕山運動以其強烈的褶皺運動和斷塊運動對嵩山地區進行了大規模的改造。
燕山運動可分為五幕。第一、二、五幕以升降運動為主，在嵩山表現為不斷的擡升和斷陷盆地的下沉。第三、四幕表現為激烈的褶皺運動。使區内蓋層從中元古代至三疊紀地層均發生了褶皺和斷裂，并波及到基底岩系。在嵩山地區形成了東西向的褶曲，如嵩山一雙尖嶺複背斜，東金店一颍陽複向斜等。斷裂主要有近東西向、北西一南東向、北東一南西向三組斷裂。近東西向斷裂形成較早，與燕山期褶皺有成因上的聯系。北西向和北東向斷裂形成較晚，對早期的褶皺和斷裂有明顯的破壞和改造作用。斷裂以高角度的正斷層為主，其次為逆斷層。嵩山著名的滑動構造在燕山運動中也有出色表現。形成了荥陽、蘆店等大型滑動構造。這些滑動構造發生時間較上述褶曲和斷裂稍晚。燕山期滑動構造大大縮短了煤層的埋藏深度，擴大了煤田勘查的思路，其經濟意義是十分重大的。
嵩山地區的構造格架和地貌格架，經過燕山運動，可以說基本上定型了。
2．嵩山地區三疊紀地層
三疊紀形成的地層叫三疊系。分為三統六階。嵩山地區為一套紅、紫紅、灰綠色交替的内陸碎屑岩複理式沉積建造。
三疊系主要分布在嵩山東南麓和南麓。景店、蘆店、李溝、卷門水庫、安廟、石道、颍陽、江左、丁流街等地都有分布，受新生代的覆寫，出露多不連續。
劉家溝組。為一套粗陸屑沉積建造。主要岩性為粗粒石英砂岩，夾少量粉砂岩和泥岩，含鮮紅色泥質斑塊。岩性、岩相穩定，岩層厚度由西向東變薄，岩石易加工，可作條石，是良好的建築石料。該組在地貌上多形成單面山。以岩性單調、色調紫紅為主要特征。砂岩中水準層理及斜層理（闆狀、楔狀層理）發育。層面可見波痕、雨痕等。韻律層發育，在韻律層底面具重荷模。有适應較幹旱條件下生長的植物Ephedripites（麻黃粉）及具二肋囊花粉為代表。據上述分析，該組為幹旱炎熱氣候條件下的河流沉積環境。
和尚溝組。為一套細碎屑岩沉積建造。岩性主要為紫紅、鮮紅色鈣質泥岩、粉砂岩夾灰白色泥灰岩，鈣質結核較多，有時呈層狀出現。本組以紅色、岩石風化後呈沙土狀、地貌上呈負地形為其特征。水準層理發育，層面可見小型波痕及泥裂，并可見生物腐爛後形成的灰綠色鈣質網紋和斑點。岩性岩相穩定，厚度變化大，向西約5km王堂水庫一帶厚228.7m，向東變薄，直至尖滅。泥岩中遺迹化石豐富。據分析本組應屬于幹熱氣候條件下的濱湖一淺湖沉積環境。
二馬營組。為一套中細粒陸屑沉積建造。主要岩性為暗紫、灰紫色泥岩、粉砂質泥岩、灰紫色長石石英砂岩互層，上部夾1～2層黃綠色長石砂岩和多層鮮藍綠色微晶泥灰岩。在黃綠色長石砂岩中含植物化石（多為碎片），鮮藍綠色泥灰岩中含豐富的輪藻和介形類化石。在暗紫紅色泥岩、粉砂岩中蟲迹極為發育，蟲管直徑3～l0mm，形如蚯蚓，橫七豎八無規律地分布于岩石中。該組以色調灰紫、暗紫，夾含輪藻、介形的鮮藍綠色微晶泥灰岩薄層，蟲迹大量出現為主要特征。韻律發育，由下而上、由粗到細組成多個韻律。砂岩具水準層理、微波狀層理。反映為在緩慢水流作用下的河流三角洲一濱湖沉積環境，同時也反映了氣候由幹熱逐漸向溫濕條件過渡。
在卷門水庫二馬營組剖面和李溝二馬營組剖面中采得豐富的輪藻、介形類及少量的脊椎動物和植物化石，在卷門水庫剖面中發現豐富的輪藻化石，二馬營組中的輪藻，是藻類植物中分化程度最高、構造比較複雜的一種，外形似有“根、莖、葉”的分化。我們看到的輪藻化石多是具有鈣化能力的藏卵器（雌性生殖器官），表面具飾紋，呈球形，一般小于lmm。生活于淡水或半鹹水中，從泥盆紀起至現代仍有延續。
油房莊組。為一套中一細粒陸屑沉積建造。以杏黃、米黃色長石石英砂岩為主，夾雜色泥岩，自下而上由粗到細組成兩個沉積旋回及多個小韻律層，每個旋回厚30 - 60m。砂岩層面具沖刷槽溝，水準層理及斜層理發育，砂岩中含植物化石（多為碎片）。該組屬于濕潤氣候條件下的河流一濱湖相沉積環境。油房莊組中的植物化石“新蘆木”和“拟木賊”，都是楔葉植物莖化石的屬，都是高大的木本植物。新蘆木與蘆木近似，拟木賊與現代木賊屬也幾乎沒有差別。
椿樹腰組。為一套灰黃、黃綠色長石石英砂岩與灰紫色粉砂質泥岩互層，夾泥灰岩、炭質頁岩、油頁岩。自下而上組成多個韻律。沉積物内含豐富的雙殼類及有節植物化石，訓示了淡水湖泊的沉積特征。炭質泥岩及油頁岩的形成，反映出某一階段湖泊沼澤的沉積環境。在湖盆的邊緣為河流相沉積。總之，該組為溫暖潮濕氣候條件下的河流一沼澤一湖泊環境。
譚莊組。為黃綠、紫紅、灰綠色砂岩、鈣質泥岩與粉砂岩互層，夾少量泥灰岩、炭質泥岩及煤線，偶夾菱鐵礦結核。自下而上由粗到細組成多個韻律。水準層理發育，層面具微波痕。砂岩、泥岩中含豐富的雙殼及有節類植物化石。該組應為溫濕氣候條件下的沼澤一湖泊沉積環境。
區内三疊系主要分布于向斜盆地中。由于受印支運動的影響，早三疊世後期，嵩山東部地殼擡升，使密縣、大隗一帶缺失中、上三疊統，僅沉積了厚約60-l00m的下三疊統劉家溝組及部分和尚溝組。西部蘆店和東金店向斜仍處于大幅度下降階段。形成三疊紀沉積盆地中心，連續沉積了厚達1200餘m的三疊紀地層。