芒砀山地处北纬3417′~34°24′,东经116°51~116°54之间,位于豫、鲁、苏、皖四省结合部,由芒砀山、鱼山、保安山、铁角山、夫子山马山、磨山、陶山徐山、邵山周山、王山、黄土山等21个山峰组成,称之为芒砀群山。总面积约14平方公里。其中芒砀山主峰海拔标高156.8米,鱼山次之145米,其余各山头标高在百米上下。
芒砀山形成于燕山期,新生代经受改造,成为平原中的低山丘陵距今约0.8~0.82亿年芒砀群山从南到北首先映入眼帘的是保安山、太山和李山头。
这三座山头出露的岩石形成于距今约5亿年前的寒武纪。当时长江以北地区是一片浅海环境,沉积了厚度1000余米的碳酸盐类岩石,是现今豫东地区的人们可直接观察得到的最古老地层。具有观赏性的地质遗迹有:①竹叶状灰岩,类似一片片竹叶贴在岩石上,清晰而美观,如一位美术大师以“竹”为主题描绘的一幅风景画。②豹皮状灰岩,一片片金黄、土黄色的泥岩砾块很像豹子身上的斑点花纹,如同一群金钱豹在山间悠然休息。③鲕状灰岩(鱼子状灰岩),恰似畅游于海水中的鱼群产下的鱼子附着在石灰岩上,形象而生动。④三叶虫化石,三叶虫属节肢动物,仅在5亿年前的寒武纪海洋中极为繁盛,以后逐渐衰退至灭亡。保安山等三座山的石灰岩层面上偶尔留有它的身姿,能够见到5亿年前的生物遗迹。⑤叠层石,是生活在寒武纪海洋中的低等植物蓝绿藻的本身及其生长过程中腺体分泌物胶结碳酸盐类碎屑,向上呈弧形拱起的圈层,硬化成岩石的遗迹。⑥波痕景观,也就是波浪留在岩石层面上的遗迹。在当时的海洋中沉积的岩石尚未固结坚硬之前,受海水浪击形成的痕迹,在岩石的层面偶有发现,波峰、波谷清晰可见,通过它可以了解海洋活动的概况。⑦大型水平层理,如同一摞摞鸿篇巨制摆在这里等待人们去解读。研究层理的形成机制,可以了解古气候,岩石物质成分的频繁改变及水动力条件的活动等情况,进而重塑当时的地理环境。
从保安山北行就到了僖山、芒砀山和铁角山。这几座山的岩石形成于距今约4亿多年的奥陶纪。海洋从寒武纪至奥陶纪进一步扩大沉积环境稳定,生物得到了进一步的进化。在这里,除看到前述景观外,还可看到:①腕足类动物化石。所谓腕足类动物就是具有坚硬外壳的软体动物,生活在奥陶纪的海洋中,死后其外壳变成了化石。②鹦鹉螺类化石。鹦鹉螺是生活在当时海洋中比较凶猛的无脊椎动物,具有坚硬外壳。在僖山、芒砀山,可以见到它的化石身影。③完整而清晰的断裂构造遗迹,通过观赏它,人们可以想象到那时波澜壮阔的地壳运动的情况。④芒砀山西段和北坡,鱼山和磨山的花岗岩地貌,这是豫东地区唯一的地貌景观。在鱼山之巅,怪石嶙峋,绵延千余米,如同一大伊酣睡,给鱼山增添了不少灵气;在山脚下一堆堆球形风化的巨石,如群群土黄色的骆驼卧在那里神情自若地休息,一个个憨态可掬,似一幅幅群驼油画。⑤水火相溶景观。芒砀山北坡的花岗岩是炽热的岩浆冷凝而成的,形成于距今约1亿年前的中生代,与4亿年前海洋中沉积的石灰岩拥抱在一起,如漆似胶,难舍难分,既像对情人,又像一位老者膝下的子孙再者是中生代的细晶岩浆穿插到铁角山、夫子山的石灰岩的裂隙中,远远瞭望,如同白云缠绕山腰,又像一群群山羊在山坡吃草,真是一幅美妙的风景画。⑥铁角山、黄土山白云岩层上一道道刀砍斧剁的沟痕,传说是三国猛将张飞在芒砀山“张飞寨”养精蓄锐训练士兵时,在岩石上试验兵器是否锐利留下的痕迹,实际是由于白云岩中碳酸钙与碳酸镁化学稳定性不同,碳酸钙遭受几亿年的风吹雨淋溶解而留下来的痕迹,是白云岩层面所特有的现象,很有观赏价值。