二疊紀形成的地層稱為二疊系。華北地區二疊系以陸相沈積為主。嵩山地區二疊系分布在北坡的參駕店、涉村壹帶；東麓的玉臺、景店、告城等地；南麓東自箕山，向西經新新煤礦、東窯、李溝至伊川老君堂壹線連續分布。與下伏石炭系山西組和上覆三疊系劉家溝組均為整合接觸關系。按2001年新地層表二疊系分為下、中、上三統，本書仍按下、上二統（表8-3）分別敘述如下。
1.下二疊統下石盒子組（P1x）
“石盒子系”1922年創名於太原東山陳家峪石盒子溝，當初就分為上、下兩系。1934年孫健初對比引入河南。自那時以來，頂底界劃法多有分歧。下石盒子組底界有劃在大占砂巖之底的，有劃在砂鍋窯砂巖之底的；頂界有劃在田家溝砂巖之底的，有劃在四煤底板砂巖的。上石盒子頂界有劃在平頂山砂巖之底的，有劃在平頂山砂巖之頂的。本書按《河南省區域地質誌》劃分方案敘述。
下石盒子組在嵩山出露極差，20世紀60年代初測制的剖面劃分不壹，很難利用。近年嵩山地區的剖面研究多選在新密市和禹州市境內，距嵩山稍遠。現利用1983年煤田地質公司壹隊在箕山井田的鉆孔資料展示下石盒子組的巖性和層序。
登封箕山下石盒子組地層柱（據1983年煤田壹隊箕山井田勘探資料）：
上覆地層 上石盒子組（P2s）黃綠色厚層狀中粒長石石英砂巖
整合
下石盒子組（P1x） 厚125.2m
44.灰黃色砂質泥巖、泥巖、薄層粉砂巖互層 14.3m
37～43.灰黃色砂質泥巖夾黑色泥巖及煤線 8.2m
28～36.灰綠色細粒長石石英砂巖夾灰黃色砂質泥巖及煤線 13.7m
26～27.灰黃色砂質泥巖與紫斑泥巖互層 5.5m
17～25.灰綠色厚層細—中粒長石石英砂巖與灰綠色粉砂巖、砂質泥巖互層 29.9m
13～16.灰綠色薄層細粒長石石英砂巖夾灰綠色砂質泥巖、泥巖 12.1m
3～12.灰白色厚層中粒長石石英砂巖夾灰黃色砂質泥巖及煤線 36.9m
整合
下伏地層 上石炭統山西組（C3s）灰色泥巖及煤層（大煤）
本組為壹套含煤碎屑巖。主要巖性為灰白、褐黃、灰綠、深灰色粗—細粒長石石英砂巖、粉砂巖、砂質頁巖、頁巖夾煤層（線）。其中包含五個標誌層，分別是大占砂巖、香炭砂巖、砂鍋窯砂巖、大紫斑泥巖（米村泥巖）及老君廟砂巖，是煤層對比的重要標誌。本組含二煤組上部和三煤組全部，煤層多不可采，部分局部可采。本組沈積韻律發育，砂巖和泥巖交替出現，具水平層理和波狀層理。巖性穩定，厚度變化不大。
下石盒子組古生物化石中植物種屬較多，河南煤田地質勘探公司和區調隊近年在新密煤田、登封煤田、禹縣方山滴水潭等地采到的植物化石主要有：輪葉（蘆木的葉化石，圖8-33）、短鐮輪葉、中國瓣輪葉、舌形瓣輪葉、蘆木（圖8-32）、須斯特蘆木、蘇柯維蘆木、華夏羊齒、懷特華夏羊齒、手羊齒、織羊齒（圖8-34），三角織羊齒、翅狀準織羊齒、單網羊齒、河南羊齒、櫛羊齒、韓城櫛羊齒、太原櫛羊齒、東方櫛羊齒、鐮刀櫛羊齒、那林櫛羊齒、鱗軸櫛羊齒、孤曲櫛羊齒、厚緣櫛羊齒、纖細楔羊齒、湯氏楔葉、中朝楔葉、楔拜拉、多脈帶羊齒、滿洲枝脈蕨（圖8-35）、東方盤穗、鱗木（圖8-36）、尼爾桑、那林殼鬥、劍葉、長橢圓扭羽葉等。
圖8-32 蘆木（樹幹）（引自《地質詞典》，1979）
圖8-33 輪葉（引自《地質詞典》，1979）
圖8-34 織羊齒（引自《地質詞典》，1979）
圖8-35 枝脈蕨（引自《地質詞典》，1979）
圖8-36 鱗木（引自《地質詞典》，1979）
上述植物化石分屬於蕨類植物門的楔葉綱（蘆木、輪葉、楔葉等）、石松綱（鱗木等）、真蕨綱（枝脈蕨等）和裸子植物門的種子蕨綱（脈羊齒、延羊齒等）、科達綱（科達等），它們大多數是高大的木本植物，有高達20～30m者，少數是草本植物，化石保存的大多是枝幹和葉子。
《河南省區域地質誌》在河南下石盒子組建立了兩個植物組合帶。嵩山地區已經采到兩個組合帶中的所有主要分子。完全可以與陜西、山西同層位對比，時代屬早二疊世。
2.上二疊統上石盒子組（P2s）
本組包括四煤組底砂巖底板至平頂山砂巖頂板之間的壹套地層，分為兩段敘述。
登封箕山東坡—喬家 上石盒子組下段剖面（圖8-37）：
圖8-37 登封市箕山東坡上二疊統上石盒子組下段剖面圖（引自河南區調隊，1989）
上覆地層 上石盒子組上段含礫粗粒長石石英砂巖，底部有壹層鐵質砂巖
整合
上石盒子組（P2s）下段 厚588.1m
58.黃、黃綠色砂質泥巖夾粉砂巖，青灰色含砂質泥巖 17.0m
57.紫紅色粉砂泥巖 1.6m
56.黃綠、黃色泥巖 5.9m
55.灰黃色細粒石英砂巖 1.0m
54～53.黃色泥巖、黃色泥巖與紫紅色泥巖互層 4.5m
52.黃色砂巖與泥巖互層，夾煤線 37.9m
51.黃綠色中粒巖屑長石石英砂巖，水平層理發育，頂部含鐵結核 9.9m
50.黃色泥巖，夾粉砂巖薄層 17.2m
49.黃褐色中粒巖屑長石石英砂巖，底部有小礫石，斜層理發育 12.2m
48.黃綠色泥巖，夾薄層粉砂巖 21.4m
47.黃綠色中粒長石砂巖 3.5m
46～44.黃綠色泥巖夾薄層粉砂巖及煤線 29.5m
43.褐灰色含礫長石石英砂巖 0.9m
42～41.黃色泥巖夾薄層粉砂巖及煤線 20.2m
40～39.黃褐色泥巖，夾薄層粉砂巖、矽質層和煤線 17.9m
38.黃色中粒巖屑石英砂巖 3.0m
37～36.灰黑色炭質泥巖夾煤線、黃綠色泥巖夾粉砂巖和煤線 5.8m
35.淺黃、黃褐色細粒巖屑長石石英砂巖 1.5m
34～32.黃色泥巖夾薄層細砂巖及煤線 33m
31～30.黃色中粒長石砂巖夾泥巖和鐵質砂巖，含植物化石碎片 15.3m
29～27.黃色泥巖 16.3m
26.灰黃、淺褐色中粒巖屑長石砂巖，鈣質膠結 6.3m
25.黃色泥巖，夾細粒長石砂巖 18.3m
24.淺灰、肉紅色中粒石英砂巖 2.5m
23.黃色泥巖夾薄層細砂巖（含紫斑） 20.4m
22～20.黃色泥巖夾薄層砂巖及煤線、灰黃色中細粒巖屑長石石英砂巖 37.9m
19.黃色粉砂質泥巖，夾薄層細砂巖，含紫色斑塊 53.5m
18.淺灰、灰色中粗粒巖屑石英砂巖 17.1m
17.黃色泥巖夾煤線和薄層砂巖 20.8m
16.黃色泥巖、粉砂質泥巖，夾鐵質砂巖透鏡體，產植物化石：蕉羊齒、鐮刀櫛羊齒、疏脈科達、那林座延羊齒（圖8-38）、櫛羊齒 8.2m
15.黃色泥巖夾薄層粉砂巖和煤層（煤田稱五3煤，正開采利用） 36.8m
14.黃色泥巖夾薄層粉砂巖 9.1m
13～10.灰褐色、黃色中粒巖屑石英砂巖，灰、灰褐色泥巖與黃綠色泥質粉砂巖和煤層互層 15.7m
9.煤層 0.9m
8.黃綠色泥巖與薄層粉砂巖互層，夾煤線 10.3m
7.煤層 0.9m
6.黃綠色泥巖與粉砂巖互層，夾煤線，產植物化石：櫛羊齒（圖8-39）、斜羽葉 5.8m
5～4.褐黃色薄層細粒長石砂巖夾泥質粉砂巖與泥巖，產植物化石：劍瓣輪葉（圖8-40）、鐮刀櫛羊齒 18.5m
3.黃色薄層粉砂巖與泥巖互層，上部粉砂巖中有鐵質結核 17.0m
2.黃、褐黃色粗粒石英砂巖，上部1m多厚含鐵質、鈣質石英砂巖 12.2m
整合
下伏地層下石盒子組（P1x）黃色砂質泥巖夾薄層細砂巖
圖8-38 那林座延羊齒（×1）（引自河南區調隊，1989）
圖8-39 櫛羊齒（×1）（引自河南區調隊，1989）
上石盒子組下段為壹套含煤碎屑巖建造，主要巖性為灰白、灰綠、灰黃和米黃色中粗—中細粒長石石英砂巖、石英雜砂巖、粉砂巖、粉砂質頁巖、高嶺土粘土巖、炭質頁巖夾煤層（線）。其中包括了五個標誌層，分別是無名砂巖（四煤組底砂巖）、紅砂炭砂巖（五煤組底砂巖）、田家溝砂巖（六煤組底砂巖）、銀杏砂巖（七煤組底砂巖）和大風口砂巖（八煤組底砂巖）。本組含五個煤組，多數煤層不可采，僅少數局部可采或偶爾可采。本組韻律發育，五個煤組各組成壹個沈積旋回。巖性穩定，厚度變化不大。本段植物化石十分豐富，個別層位采到腕足類和海綿骨針。植物化石中最多的有大羽羊齒、輪葉、單網羊齒、束羊齒、楔葉、齒葉、枝脈蕨等，以真蕨綱、種子蕨綱為主體。《河南省區域地質誌》在河南省上石盒子組下段建立了三個植物化石組合，組合中的主要分子在嵩山南麓都已采到。這種化石組合可與華北的相同層位及華南的龍潭段對比，時代歸屬晚二疊世早期。
圖8-40 劍瓣輪葉（×1）（引自河南區調隊，1989）
登封縣東金店西土門口上石盒子組上段剖面（圖8-41）：
圖8-41 登封市東金店西土門口上二疊統上石盒子組剖面圖（引自河南區調隊，1989）
上覆地層 石千峰組（P2s）黃綠色泥質粉砂巖
整合
上石盒子組上段 厚113.5m
4.黃色中—厚層中粒長石砂巖 14.7m
3.灰白色厚層中—粗粒長石石英砂巖，風化後灰黃色，局部含石英小礫石 80.0m
2.灰白色厚層粗粒長石石英砂巖，底部含礫石 18.8m
整合
下伏地層 上石盒子組下段米黃色巖屑長石砂巖，夾黑色泥質粉砂巖
上石盒子組（P2s）上段在1951年前顧知微、楚旭春在宜洛煤田普查時稱“馬頭山砂巖”，閻廉泉稱之為“平頂山砂巖”，特殊的單面山地形在河南、山西廣大地區，極具特色，容易識別，煤系地層均在它的下面，看見平頂山砂巖，下面必然有含煤巖系，因而成為良好的找礦標誌。嵩山南麓本段出露較好，北坡因第四系覆蓋或斷層破壞，很少出露且不完整。本段為壹套碎屑巖沈積，主要巖性為淺灰、灰白色，局部顯肉紅色，風化後灰黃色中—粗粒長石石英砂巖，頂部常為石英砂巖。巖性單壹，層位穩定，具大型斜層理，局部有砂質頁巖夾層，底部常含礫石。嵩箕地區厚度稍大。本段至今未找到大化石，僅獲個別孢粉，指示時代作用不大，按傳統劃法將其置於晚二疊世。
3.上二疊統石千峰組（P2s）
石千峰組早期稱作“石千峰系”，廣泛分布於華北各地。最初命名地點在山西太原市西25km處的石千峰。1955年中南地質局401隊曾稱“石千峰統”，歸三疊系，1964年河南區調隊改稱“石千峰組”，歸上二疊統。1975年華北二疊系專題會議，將原石千峰組下段孫家溝段定為石千峰組（狹義），而將原劉家溝組和和尚溝組劃歸下三疊統。煤田地質系統習慣稱石千峰組為“土門口組”。
石千峰組以登封東金店西土門口地層出露連續，以其為代表敘述之。
登封市東金店西土門口石千峰組剖面（圖8-42）：
圖8-42 登封市東金店西土門口上二疊統石千峰組剖面圖（引自河南區調隊，1989）
上覆地層 下三疊統劉家溝組（T1l）紫紅色長石石英砂巖
整合
石千峰組（P2s） 厚162.1m
13.灰色鈣質砂巖、粉砂質泥巖，夾灰巖礫巖透鏡體，其中產有孔蟲化石 26.0m
12.中粗粒鈣質長石石英砂巖 22.9m
11.紫紅色泥巖夾鈣質結核或透鏡狀細粒鈣質石英砂巖 11.1m
10.淺紅色細粒石英砂巖 2.m
9.黃綠色泥質粉砂巖 6.5m
8.中粒巖屑石英砂巖 34.0m
7.紫紅色泥巖 25.2m
6～4.黃色中厚層細粒長石砂巖 20.6m
3.紫紅色泥巖 10.1m
2.黃綠色泥質粉砂巖 3.7m
整合
下伏地層 上石盒子組（P2s）黃色中厚層中粒長石石英巖
石千峰組巖性最突出的特點是色調較雜，紫紅、灰綠、灰黃皆有。可分上、中、下三部分：下部以砂質泥巖或雜色泥巖與平頂山砂巖分界，整合接觸，巖性為淺灰、黃色細粒砂巖、粉砂巖、紫紅色泥巖，砂巖中水平和楔形斜層理發育，含海綠石；中部為紫紅色泥巖夾3～4層中細粒砂巖，泥巖中見蟲跡，砂巖中常見波痕；上部為灰色粉砂巖與細砂巖互層，夾少量暗紫紅色泥巖、砂質泥巖和透鏡狀灰巖礫巖，其中含有孔蟲化石，頂部壹層黃色細粒長石砂巖夾大量含鐵鈣質結核，風化呈餅狀或球狀，形態特殊，層位穩定，是區分二疊系與三疊系的標誌層。
圖8-43 葉肢介（引自《地質詞典》，1979）
本組化石稀少，只見真葉肢介（圖8-43）和有孔蟲。葉肢介屬節肢動物門甲殼綱介甲目。介甲目化石總稱葉肢介，兩瓣幾丁質外殼，呈卵形、半圓形，殼小，壹般不超過20mm。葉肢介從泥盆紀壹直延續到現代，主要生活在晚古生代至第三紀，對中、新生代含油地層對比意義重大。有孔蟲屬原生動物門有孔蟲亞綱，殼小壹般不到1mm，但也有大至100mm者，殼口壹個或多個。絕大多數海生，以底棲為主，也有浮遊的，極少數生活於潟湖或淡水湖泊。寒武紀至現代都有延續，以石炭紀—第三紀最繁盛。葉肢介和有孔蟲對確定石千峰組時代均無決定意義，把石千峰組劃歸二疊系是因為在豫西宜陽等地的石千峰組中采到的植物化石與華北地區相同層位可以對比，時代當屬晚二疊世晚期。
此外，在山西保德曾發現杯龍化石，古生物學家給它命名為“二疊石千峰龍”，屬爬行動物綱杯龍目，是爬行動物中最原始的類型。嵩山乃至河南均未發現。