上刘庄耐火粘土矿区位于焦作市马村区安阳城乡北部，西起山底村，东到土门掌，自西而东分为4个区段，面积4平方公里。南西距焦作市区15公里，有公路相通。
该耐火粘土矿赋存于中石炭统本溪组中，为滨海泻湖相沉积矿床。本溪组含矿岩系厚2.33—94.37米，层位稳定，产状平缓，呈单斜产出，倾向140°，倾角8°—15°。其中，夹上、中、下3层耐火粘土矿，矿体呈层状、似层状和透镜状产出。中矿层为主要矿层，广泛分布全区，连续性较好，厚0.70—14.39米，一般2—4米，严格受下伏中奥陶统碳酸盐岩侵蚀间断面起伏的控制，与含矿岩系厚度成正相关，矿石储量占总储量的85%。矿石类型以软质和半软质耐火粘土矿为主，占62%，其次为硬质和少量的高铝耐火粘土矿。矿石主要矿物成分为高岭石，含量80%—90%，其次为叶蜡石、水云母及一水硬铝石，主要化学组分含量为：Al2O3 21.39%—44.83%；TiO2 0.75%—5.06%；Fe2O3 0.38%—3.38%；Ca（）0.08%—1.82%；MgO 0.09%—0.68%；SiO2 29.12%—56.02%；K2O 0.03%—1.86%；Na2O 0.01%—0.23%，烧失量6.98%—15.86%。耐火度1610—1770℃。
矿石中含Li2O较高，一般在0.05%以上，最高达1.815%，主要以锂绿泥石的形式存在，如能回收利用，其潜在经济价值十分可观。
该区粘土矿早为人们所认识，并开发用于生产陶瓷和用作耐火材料，始于何时尚无资料可查。
30年代初，侯德封等曾做过煤田调查，首次提出煤层之下有粘土矿层存在。新中国成立初期，为适应国民经济建设发展的需要，大规模的矿产勘查迅速展开，中南煤田一二五队、郑州地质学校、长春地质学院及新乡专区综合地质队等先后在区内进行了大量的以煤、铁为主的普查找矿工作。
1959年12月—1960年4月，河南省冶金工业局地质勘探公司六队吴士锦、任宝航等在该区进行了“山西式”铁矿的普查勘探。填制有1∶5000地形地质图3.75平方公里，施工钻孔93个，进尺2725.07米，浅井223米，提交铁矿石储量1118.24万吨。同时，对共生的耐火粘土矿进行了综合评价，获得耐火粘土矿远景储量1641万吨，正式发现了上刘庄耐火粘土矿床。1961年元月—1962年元月，因冶金六队工程质量太差，钻孔合格率仅为5%，且原始编录不全，故河南省冶金工业厅地质矿山公司三队丘振海、王化允等又再次进入矿区进行重新勘探。填制1∶2000地形地质图9.04平方公里，施工钻孔130个，进尺8332.43米，打浅井18眼，175.2米。1962年3月，编写了勘探报告书，提交铁矿储量944.47万吨及耐火粘土矿储量144.34万吨，进一步肯定了该区耐火粘土矿的价值。
1965年7—11月，中南冶金地质勘探公司六○一队肖有初、顾伯均等在上刘矿区Ⅲ区段首次进行了耐火粘土矿的勘探。填制1∶1000地形地质图3.6平方公里，按100×100米和200×100米网度施工钻孔44个，进尺3411.52米，打浅井133.9米。1966年6月，提交了《河南焦作耐火粘土矿上刘庄矿区储量报告书》，探明耐火粘土矿石工业储量250万吨。其中，软质和半软质矿石180万吨，占73%。
1968年6月—1969年11月，中南冶金地质勘探公司六○二队（1972年改名为河南省地质局地质二队）赵维新等在上刘庄矿区Ⅱ区段进行了补充勘探。按100×100米和200×100米网度施工钻孔35个，进尺2853.08米，打浅井12.20米。1970年5月，提交了《河南省焦作市上刘庄粘土矿补充地质勘探报告书》，探明耐火粘土矿石储量188.96万吨。其中，软质及半软质矿石129.05万吨，占68%。
1978年9月—1982年1月，河南省地质局地质二队张秀庭、张克宪、袁增信等应省冶金矿山公司的要求，在上刘矿区Ⅲ区段进行了勘探。按50×50米和100×100米网度施工钻孔83个，进尺6393.54米。1982年11月，编写了勘探报告。但由于报告中存在的主要问题直接影响了勘探程度，且已无法弥补，故直到1987年12月才提交详查报告，探明耐火粘土矿石储量336.13万吨。其中，软质和半软质矿石197.31万吨，占59%。同时获得铁矾土储量107.08万吨，铁矿储量195.09万吨，氧化锂远景储量5.32万吨。
上刘庄耐火粘土矿早为人们所认识，并断续进行过小规模的开采。1930年，侯德封等提出煤层之下有粘土矿的存在，为该矿床的发现提供了重要线索。50年代末，为适应我国钢铁工业的发展，遂促成冶金六队和三队在该区从事铁矿勘探，并对共生的耐火粘土矿进行了综合评价，发现并初步确定了上刘庄耐火粘土矿床的价值。以耐火粘土矿为主要目的的矿产勘查始于60年代中期，止于1987年。先后有六○一队和地质二队在该区进行了勘探，肯定了该矿床的工业价值。经历了近30年的勘查，上刘庄矿区累计探明耐火粘土矿石储量785.59万吨，满足了矿山建设的需要，为焦作地区耐火材料工业的发展提供了充足的资源。
大规模的矿产开发与地质勘探是同步进行的。1958年，焦作市上刘庄粘土矿正式成立，先期开采浅部矿石。1966年，在Ⅲ区段建成斜井，转为地下开采。设计规模为年产矿石15万吨。1979年以后转采Ⅰ区段。1986年12月，Ⅱ区段斜井建成投产，设计规模为年产5万吨。同时，对浅部矿石组织了广泛的民采，除满足当地需求外，还远销省外。截至1991年底，该矿尚保有储量531万吨，预计还可开采20—30年。
1985年以后，随着我国经济体制改革的不断深入，焦作市上刘庄粘土矿为了开拓新的应用领域，进一步提高经济效益，委托地矿部郑州矿产综合利用研究所利用该矿的软质粘土进行高岭土提纯试验研究。1986年，完成了小试验。采用湿法磁选工艺流程，获得了产率为46.01%、白度达80.8%的二级刮刀造纸涂料产品及产率为35.84%的填料级产品。经造纸涂布试验，除白度偏低外，其余均达到或超过国外同类产品指标，从而开创了北方沉积型高岭石粘土开发利用的新途径。1986年12月，完成了选矿中间试验。采用化学漂白的工艺流程，生产出了产率为37.46%、白度达80.5%的涂料级高岭土产品。1988年5月，又采用焙烧—湿法分级工艺完成了第二次选矿中试，高岭土产品白度达85.5%。在此基础上焦作市上刘庄粘土矿筹建了小型选厂，并开始试生产。虽然由于种种原因生产不很理想，但毕竟开创了豫北地区本溪组沉积型粘土矿开发利用的新方向。焦作地区这一矿产资源将在国民经济建设中发挥更大的作用，变资源优势为经济优势。