该矿属于陆相湖泊沉积硅藻土矿类型中的火山物源矿床亚类，为中国已知的最大矿床，其规模世界少见。硅藻土层与粘土层、粉砂层交替，地质剖面上位于玄武岩喷发韵律之间的间歇期，矿区地层见下表所示。
矿床空间分布受古构造格局控制。喜马拉雅期大量火山喷溢后形成的大型火山景观凹地，为硅藻的沉积提供了空间条件。古盆地不同部位及湖水盆地内的水下地形直接控制了矿床的展布。盆地边缘区由于受河流干扰，沉积环境不稳定，不利于硅藻的生存和堆积。盆地中心则由于水较深，阳光不足，因此同样也不利于硅藻生存所需的光合作用。中心与边缘过渡带阳光照度、沉积环境和水中SiO2含量均有利于硅藻的繁殖和堆积，可以形成质优的工业矿体。
含矿岩系为马鞍山组沉积层，分布面积4.2kmm2，厚度1.36～57.58m。矿层赋存于含矿岩系内，垂直方向有明显的韵律，从下向上的完整韵律序列为：硅藻粘土→粘土质硅藻土→含粘土硅藻土→硅藻土→含粘土硅藻土→粘土质硅藻土→硅藻粘土，其间为渐变关系。韵律中心硅藻含量高，单层多，厚度大，粘土含量低;韵律上、下则粘土含量递减。中部矿层有三层，下面为第一矿层，厚0.88～5.67m，平均2.83m;第二矿层厚1.20～14.71m，平均6.9m;上面为第三矿层，不稳定，厚0.7～4.5m。
矿石主要矿物成分为硅藻蛋白石，少部分有再结晶现象，向玉髓方向转化。硅藻之间有少量粘土充填，粘土以水云母居多，也有高岭石及伊利石。含少量石英、长石、黑云母、菱铁矿等碎屑矿物。石英粒有溶蚀现象。黑云母已向蛭石、绿泥石转化。矿石化学成分中SiO2 73.1%～90.86%，Fe2O3 1%～5%，Al2O3 2.30%～6.67%，CaO 0.67%～1.36%，烧失量3.58%～8.31%。矿区内已发现硅藻22个种属，68种以上，占绝对优势的是圆盘形小环藻属和圆筒形直链藻属、桅杆藻属和舟形藻属，羽纹目的棒杆藻属也常见。其次还有卵行藻属、弯杆藻属等。
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