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据中外地质学家考察，在古老的太古宙时期，嵩山是一望无际的大海；在经历了23亿年前的“嵩阳运动”
，8亿年前的“中岳运动”
，5、6亿年前的“少林运动”
，三次大的地壳运动之后，逐渐形成了山脉，结束了地质史上的元古代；进入了古生代的寒武纪和奥陶纪；又经过约两亿年，此处地壳上升至海平面以上，因其受风化和剥蚀作用，形成了嵩山地区的含煤地层。
两亿三千年前后，在我国的版图上，又发生了一次延续很长时间的地壳运动，南北广大地区的“燕山运动”
，嵩山地区受到南北方向的推挤，形成了今天的山势地貌。
嵩山在不到20平方公里内清晰地保存着发生在距今23亿年、18亿年和5.7亿年的三次构造运动的遗迹，其不整合接触面清晰，变质变形遗迹多姿多彩。
在400平方公里内，连续完整地出露着太古宙、远古宙、古生代、中生代和新生代的岩浆岩、变质岩和沉积岩。
五个时期的地质现象在嵩山表露齐全，地质学上称之为世界上罕见的“五代同堂”
。
马杏垣教授的“重力滑动构造”
理论，创立于嵩山，各种滑动遗迹在嵩山都有典型系统的显示。
嵩山以其丰富的地质内涵受到世人青睐。
观看嵩山五代地质，犹如翻阅一部地质史。
嵩山地区的岩浆岩、沉积岩、变质岩的出露，构成了我国最古老的岩象——“登封群”
的“登封朵岩”
。
嵩山的山体岩石复杂繁多，主要是石英岩岩层。
经地质学家研究，嵩山的基底岩石形成于地球发展的早期阶段，它们可能是那时候大量火山、岩浆活动的产物。
这些岩石形成时，地球表面空气中氧气含量很少，可能同许多行星体的表面情况差不多，不适于生物生存。
迄今为止，还没发现它们之中保存有当时任何生物的遗迹。
大约距今23亿年前，嵩山地壳发生了一次剧烈运动，地质学家们管这次运动叫“嵩阳运动”
。
“嵩阳运动”
之后，地壳开始下沉到海平面以下，接受了巨厚的嵩山群底层的沉积。
这个过程大约经历了10多亿年。
2009年以来嵩山群地层厚度达到了2100多米，其中由于地壳升降、风化剥蚀等，可能损失了一些，这一段时期属于地质史上的元古代早期。
这时，地球上最原始的生物如菌藻类植物慢慢开始形成，在其后期才开始出现一些原始动物。在距今18亿年前后，地壳又发生了一次变动，巨厚的石英砂岩开始慢慢隆起，并且皱褶成山。
这一次地壳运动的推挤力量来自东西方向，所以嵩山群的地层都被推挤成走向接近南北的皱褶了。
皱褶作用十分强烈，有的岩层甚至被挤得直立了起来。
这在太室山和少室山的南侧都可以见到。
这一次地壳运动被称为“中岳运动”
。
中岳运动也发生了一些断层。
中岳运动之后，地壳又慢慢被夷平、下降，开始是沉积粗大颗粒的砾岩，以后是砾岩、泥岩，一直到含钙镁的石灰岩，说明这里的地壳开始被海水所淹没。
一直到五六亿年的时候，发生了“少林运动”
，才结束了地质史上的元古代，进入古生代。
这次运动的证据在少林寺的南面山坡上可以见到。
少林寺位置正代表着地质历史上的一个转折点。
寺的前面是元古代地层，寺的后面是寒武纪地层。
从寒武纪到奥陶纪，嵩山地区仍然被海水深深覆盖着。
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