实习区柳江盆地地层属于华北型，除普遍缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、中下三叠统、白垩系及第三系之外，其它时代地层发育较好，出露较全，各地层单位划分标志清楚，化石较丰富，地层特征具有一定的代表性。全区范围内出露的地层有上元古界青白口系，下古生界寒武系和中下奥陶统，上古生界中上石炭统和二叠系，中生界上三叠统和侏罗系，以及新生界第四系（表1-1）。各时代沉积地层分布占本区总面积的2/3左右，其中第四系分布最广，中生界次之，其它时代地层零星分布。现自老而新分述如下。
（一）元古界青白口系（Qb）
青白口系（Qb）在实习区包括长龙山组和景儿峪组。形成于至今800 Ma～1000 Ma。层型命名于北京西北约50km之青白口。
1.长龙山组Qbc
该组是本区内最老的沉积地层，沉积不整合覆于上太古界绥中花岗岩之上，主要分布在盆地的东部张岩子—东部落和南部鸡冠山等地，以张岩子村西剖面最好，厚度91m。下部为灰白色厚层状粗粒长石石英砂岩，底部含砾石，海成波痕和交错层理发育，含海绿石。上部为紫红色、褐黑色、黄绿色页岩夹蛋青色、紫红色泥岩。由两个砂岩—页岩韵律构成。属典型滨海相至浅海相沉积。
2.景儿峪组Qbj
景儿峪组最初命名地点在河北省蓟县城北景儿峪村，分布与长龙山组基本一致，在李庄村北出露较全，厚度38m。本组岩性由碎屑岩、粘土岩过渡到碳酸盐沉积，具有海侵沉积特点，与长龙山组整合接触。其分界标志层是以其底部黄褐色或带铁锈色的中细粒铁质(含海绿石)石英砂岩。
底部为黄绿色、黄褐色中—细粒含海绿石石英砂岩。中部为紫红色、黄绿色薄层状泥岩夹钙质泥岩，水平层理发育。上部为蛋青色中—薄层泥灰岩夹薄层紫红色泥岩，泥灰岩细腻性脆，易于辨认，是本组与上覆府君山组分界的标志。
其底部中细粒长石石英砂岩具大型浪成波痕，海相特征明显，因此本组属滨海相至浅海相沉积。
（二）下古生界Pz1
本区古生界地层发育良好，与华北广大地区极为相似。主要分布于柳江向斜盆地的东西两翼。由于向斜东翼产状较西翼平缓，其出露宽度约为西翼的五倍。向斜的南北两端，由于向斜轴的翘起，也有古生界地层出露。
1、寒武系∈
1）下寒武统∈1
（1）府君山组∈1f
府君山组系河北省区测二队(1960)在蓟县北府君山建立的地层单位。相当于原景儿峪组上部“豹皮状灰岩”，从景儿峪组划出的依据是本组在区域上以平行不整合分别覆盖在长龙山组、铁岭组之上，并具有明显的嵌入平行不整合接触关系(图2—1)。
本组主要分布在东部落至沙河寨，西部上平山一带也有出露，东部落剖面出露较全，可作为本区标准剖面，厚度146m。
本组岩石标志明显，下部为暗灰色厚层状结晶灰岩，含较多的莱德利基虫Redlichia；上部为暗灰色豹皮状白云质灰岩夹暗灰色薄层灰岩，含核形石。与下伏景儿峪组为平行不整合接触，分界标志是下部暗灰色厚层状结晶灰岩，底部薄层灰岩中局部含角砾或砾岩。本组属浅海相沉积。
（2）馒头组∈1m
馒头组最初命名地点在山东省长清县张夏镇南2.5km馒头山，向北依次是毛庄组、徐庄组、张夏组和崮山组(崮山唐王寨)命名地点。本区馒头组未发现可靠化石证据，其层位确定是依据区域层位对比。
本组分布与府君山组一致，但由于抗风化能力弱而零星出露。东部落村北剖面较好，厚度71m。岩性以鲜红色（俗称砖红色）泥岩为主，往上过渡为粉砂质页岩夹白云质灰岩透镜体。泥岩底部具角砾或砾岩，粉砂质页岩中含石盐假晶。与下伏府君山组呈平行不整合接触。分界标志是其底部角砾状薄层泥岩。
本组属干旱条件下滨海相或泻湖相沉积。
（3）毛庄组∈1mo
毛庄组分布与馒头组基本一致，出露较好的地方是沙河寨西山，化石较丰富，可作为本区标准剖面。厚度112m。
本组岩性以紫红色粉砂岩、页岩为主，页岩中含少量白云母片。其颜色要比馒头组暗一些，俗称为猪肝色；与徐庄组相比，则又新鲜一些（徐庄组的颜色为暗紫色）。底部以出现黄绿色钙质页岩与馒头组分界，中部和上部夹两层白云质灰岩透镜体。灰岩透镜体中产辽西虫Liaoxia、幕府山虫Mufushania等。顶部为页岩夹含核形石(葛万藻Girvanella)的灰岩透镜体。
与下伏馒头组整合接触，属滨海相潮上带沉积，其中白云质灰岩为泻湖相沉积。
2）中寒武统∈2
（1）徐庄组∈2x
徐庄组分布较毛庄组更为广泛,在向斜两翼均可见到，出露较全的地方是东翼的东部落、揣庄、上花野和下花野等地，西翼的吴庄至秋子峪、上平山一线也有山露。厚度101m。
本组岩性以黄绿色含云母片粉砂岩、页岩及暗紫色粉砂岩夹少量鲕状灰岩透镜体或扁豆体为主。产丰富的三叶虫化石：毕雷氏虫Bailiella、辽阳虫Liaoyangaspis、原附栉虫Proasaphiscus、孙氏盾壳虫Sunaspis及腕足动物化石。与下伏毛庄组呈整合接触，其分界标志层是以其底部出现黄绿色页岩与紫色页岩互层，而毛庄组顶部则是比较单一的紫红色页岩。属浅海相沉积。
（2）张夏组∈2z
张夏组受到破坏和覆盖较少，是寒武纪地层在区内分布最广的地层之一，几乎盆地周围都有分布。主要分布在东部落、288高地、揣庄、张庄、赵家峪、上平山及吴庄等地。以288高地东山脊发育较好、较全（现已卖给日本采石灰矿，烧制浅野水泥）。可作为本区标准剖面。厚度120—130m。
本组以底部厚层鲕状灰岩与下伏徐庄组整合接触。岩性明显分为三段，下部为鲕状灰岩夹黄绿色页岩；中部为叠层石灰岩及白云质灰岩和薄层鲕状灰岩互层，夹泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩；上部为泥质条带灰岩、页岩。灰岩中含大量三叶虫化石：德氏虫Damesella、双耳虫Amphoton、叉尾虫Dorypyge、沟颊虫Solenoparia等。本组属浅海相沉积。
3）上寒武统∈3
（1）崮山组∈3g
崮山组分布与张夏组一致，以王家峪南山牛圈至288高地出露最全。厚度102m。岩性特征十分明显，以紫色色调为主。下部紫色页岩、粉砂岩夹砾屑灰岩；中部灰色灰岩(藻灰岩、鲕状灰岩、泥质条带灰岩)；上部紫色砾屑灰岩与紫色粉砂岩互层，顶部为灰色厚层藻灰岩。含三叶虫化石：蝴蝶虫Blackwelderia、蝙蝠虫Drepanura、光壳虫Liostracina、圆劳伦斯虫Cycolorenzella等。底部以紫色砾屑灰岩与下伏张夏组泥质条带灰岩整合接触，似有水下冲刷面存在。本组属滨海相至浅海相沉积。
（2）长山组∈3c
长山组最初命名地点在河北开平盆地赵各庄北1km的长山沟及冶里附近的马家沟(凤山组、冶里组、马家沟组均在此命名)。由孙云铸(1924)创建，1935年正式命名。
本组分布与崮山组相似，出露最好的地方是288高地东山脊上，厚度18m。本组岩性底部以生物碎屑灰岩为主，含海绿石。向上为粉砂岩、砾屑灰岩和页岩互层，夹藻灰岩。顶部为厚层藻灰岩。产三叶虫化石：长山虫Changshania、庄氏虫Chuangia、蒿里山虫Kaolishania以及原始的腕足动物化石。与崮山组整合接触，属浅海相沉积。
（3）凤山组∈3f
凤山组分布除与崮山组、长山组一致外，在实习区北侧、西侧均有出露。288 高地东侧出露较好，厚度92m。
本组岩性下部为薄层泥质条带灰岩，往上为生物碎屑灰岩、钙质页岩、鲕状灰岩互层。底部以青灰色砾屑灰岩直接与长山组岩层接触，长山组顶部的紫色粉砂岩紧伏于其下。含三叶虫化石：褶盾虫Ptychaspis、济南虫Tsinania canens、方头虫Quadraticephalus、杂索克氏虫Mictosaukis。与下伏长山组整合接触，属浅海相沉积。
2、奥陶系O
1）下奥陶统O1
（1）冶里组O1y
冶里组分布与凤山组一致，分布在288高地至小王山及石门寨北亮甲山。288高地可作为本区标准剖面，厚度125m。
本组岩性下部为质纯的泥晶灰岩夹砾屑灰岩及虫孔灰岩，在地形上常形成陡砬子；上部为灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩，与下伏地层整合接触，以灰色薄层砾屑灰岩与凤山组分界。灰岩中产三叶虫化石：小栉虫Asaphellus、田师府虫Tienshihfuia；页岩中产无羽笔石Callograptus以及古介形虫，还有正形贝0rthis和腹足类化石：蛇卷螺Ophileta。本组属浅海相较深水环境沉积。
（2）亮甲山组O1l
亮甲山组最初命名地点在本区石门寨北亮甲山。由刘季辰、叶良辅(1919)创建。主要分布在亮甲山、小王山、潮水峪等地。亮甲山可作为本区标准剖面，厚度118m。
本组以中、厚层豹皮状灰岩为主，下部夹少量砾屑灰岩和钙质页岩。是本区烧制石灰、水泥的主要原料。上部有少量白云质灰岩及含隧石结核、隧石条带灰岩。产丰富的头足动物化石：满洲角石Manchuroceras、房角石Camerocoras。腹足动物化石：蛇卷螺Ophileta以及海绵动物化石：古杯海绵Archaeoscyphia等。与冶里组整合接触。其分界标志层是亮甲山组底部出现的中厚层豹皮状灰岩。属浅海相沉积。
2）中奥陶统O2
（1）马家沟组O2m
马家沟组分布同亮甲山组，以亮甲山及北部茶庄北山发育较好、厚度在亮甲山剖面为101m。
本组岩性主要为暗灰色白云质灰岩夹部分白云岩、含燧石结核豹皮状白云质灰岩。底部以具微层理、含角砾、燧石结核黄灰色白云质灰岩与亮甲山组分界。白云岩具“刀砍纹”，有的具砾屑、燧石条带，顶部为含泥质灰岩、风化后呈黄色，俗称黄皮子灰岩，在华北其它地区多存在此层，标志明显。产头足动物化石：阿门角石Armenoceras、链角石Ormoceras、灰角石Stereoplasmoceras、多泡角石Polydesmia。腹足动物化石：马氏螺Maclurites。三叶虫：古等称虫Eoisotelus。与亮甲山组整合接触。属浅海相较深水环境沉积。晚期海退、水浅。
华北地区在奥陶纪晚期普遍上升为陆地，直到中石炭世才下降接受沉积，因而缺失了上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统等地层。
（三）上古生界Pz2
1、石炭系C
1）中石炭统C2
本溪组C2b
本溪组最初命名地点在辽宁省本溪市西6km的新洞沟与蚂蚁沟村之间的牛毛岭。赵亚曾(1926)创建。本区东翼区半壁店191高地、小王山一带发育较好。小王山剖面可作为本区标准剖面，厚度为82m。石门寨西门至瓦家山剖面厚度为70.7m。
本组岩性下部为陆相铁质砂岩或褐铁矿（山西式铁矿）、粘土岩（G层耐火粘土），平行不整合于马家沟组之上；上部为细砂岩、粉砂岩再到湖泊、沼泽相粘土岩，夹3—5层海相泥灰岩透镜体，含F层耐火粘土。
陆相粉砂岩中含植物化石：鳞木Lepidodendron、科达Cordaites、芦木Calamites、轮叶Annularia、脉羊齿Neuropteris。石灰岩中含蜒类：小纺锤蜓Fusulinella；腕足动物：马丁贝Martinia、帅尔文贝Schellwienella；双壳类：古尼罗蛤Paleoneilo、小花蛤Astarlella、燕海扇Aviculopecten等。本组属海陆交互相沉积。
2）上石炭统C3
太原组C3t
太原组最初命名地点在山西省太原西山月门沟，由翁文灏、葛利浦(Grabau)1907年创建。经与本区傅水寨老柳江云山砂岩对比，统称太原组。本区在半壁店、小王山一带发育较好，厚度在小王山剖面为51m。石门寨西门至瓦家山剖面为48m。
本组有两个沉积韵律。下韵律底部青灰色含铁质中细粒长石岩屑杂砂岩，风化后成黄褐色，具大型球状风化。向上过渡为青灰色页岩夹D层粘土或泥质灰岩透镜体。上韵律底部薄层细粒岩屑杂砂岩，具小型球状风化。往上为青灰色细粒砂岩夹泥灰岩透镜体及少量煤线。
本组产大量植物化石：脉羊齿Neuropteris、栉羊齿Pecopteris、楔叶Sphenophyllum、鳞木Lepidoderdron。动物化石腕足类：网格长身贝Dictyoclostus、戟贝Choneter。双壳类：古尼罗蛤Paleoneilo、裂齿蛤Schizodus。
本组与下伏本溪组整合接触。分界标志明显，标志层是底部的具大型球状风化青灰色含铁质中细粒长石岩屑杂砂岩，风化后具小孔，分布稳定，过去称云山砂岩，在辽宁太子河区则称黄旗砂岩或小孔砂岩。属海陆交互相沉积。
2、二叠系P
1）下二叠统P1
（1.）山西组P1s
山西组最初命名地点在山西省中部太原一带，1907年由维利斯(B.willis)、布拉克维尔德(E．B1ackwelder)创建。与本区柳江组对比后，统称山西组。主要分布在石门寨西门、小王山、黑山窑等地。以石门寨西门至瓦家山剖面最好，是本区重要的含煤、粘土矿层位。厚度61.8m。
山西组岩性由灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩构成两个沉积韵律。韵律底部含长石多、含砾，单层厚度大，顶部为粘土矿或煤层(可采煤层)，上韵律顶部为B层粘土层位。与下伏太原组整合接触。其分层标志是其底部灰色、灰白色长石岩屑杂砂岩，但在横向上有时变为含砾中粗粒、或中细粒长石岩屑杂砂岩，颜色由灰白色变为黄灰色，但层位稳定。
本组含植物化石种属较多，如轮叶Annularia、楔叶Sphenophyllum、栉羊齿Pecopteris、芦木Calamites、带羊齿Taeniopteris。
本组属大陆近海沼泽相沉积。
（2）下石盒子组P1x
石盒子组最初命名地点在山西省太原市东5km石盒子沟，太原市西25km石千峰为石千峰组建组地点，由那琳(E.Norin，1922)创建。本区下石盒子组在黑山窑、石门寨西门、石岭等地较为发育，厚度115m。
本组岩性主要为灰色中粒长石岩屑杂砂岩、细粒岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩、粘土质粉砂岩构成三个沉积韵律。第一韵律顶部为灰绿色含云母泥质粉砂岩，第二、三韵律顶部分别是A2和A1层粘土，颜色为紫色、紫灰色。
粉砂岩中产植物化石：带科达Cordaites pricipalis、中芦木Mesocalamites、多脉带羊齿Taeniopteris multinervis。
本组与山西组分界清楚：山西组顶部为B层粘土矿；下石盒子组底部为黄褐色含砾粗粒岩屑长石杂砂岩(岩貌特殊、俗称小豆砂岩)，与山西组整合接触，属河流相、湖泊沼泽相沉积。
2）上二叠统P2
（1）上石盒子组P2s
上石盒子组出露局限性较大。以盆地东翼石门寨西门欢喜岭至瓦家山一带较好，厚度72m。本组岩性为灰白色中厚层状含砾粗粒长石砂岩夹紫色细粒砂岩及粉砂岩。由1—2个沉积韵律构成。第一韵律底部是在A1层铝土矿之上(另一个韵律的开始)的灰白色中、厚层状含砾粗粒长石砂岩，具大型斜层理，与下石盒子组整合接触。此层厚度大，分布稳定，称南山砂岩。本组属河流相沉积。
（2）石千峰组P2sh
本组是本区古生界最高层位，因上覆地层覆盖，出露十分局限，仅在黑山窑、欢喜岭一带出露较好，厚度150m。
本组是一套河流相紫色岩石，底部为含砾砂岩和砾岩(胶结松散，风化后砾石脱落布满山坡)，往上为细粒砂岩、粉砂岩及部分黄绿色泥岩。与下伏上石盒子组整合接触，分界标志是上石盒子组顶部为黄白色含砾岩屑长石砂岩，其上为石千峰组紫色含砾岩屑杂砂岩(结构松散)。
粉砂岩中产栉羊齿Pecopteris、轮叶Annularia、楔叶Sphenophyllum、丁氏蕨Tingia及腹足动物化石，多代表干旱条件下的陆相沉积，但在黄绿色页岩中曾发现海生动物化石：舌形贝Lingula，说明晚二叠世晚期本区曾一度海侵，气候转为温暖、潮湿。
（四）中生界Mz
1、三叠系T
本区只发育上三叠统黑山窑组地层。
黑山窑组T3h
层型剖面位于本区西南部的黑山窑后村西侧，岩性以灰白色中、粗粒长石石英杂砂岩、黑色炭质页岩、粉砂岩及煤线为特征。其中含有大量的植物和少量昆虫及双壳类等化石，属湖泊相沉积环境，其中发育有湖相三角洲和湖泊滨岸沼泽，厚度为161.8m，角度不整合于石千峰组之上。以本组底部的底砾岩同石千峰组分界，上、下岩层产状差别很大。与上覆地层北票组为不整合接触，虽然二者产状差别不大，但界线十分清楚，北票组底部以砾岩与本组分界。
本组常见的植物化石有：卡勒莱新芦木（Neoclamites carrerei）、西伯利亚似银杏（cf.Ginkgoites sibiricus）及付兰林舌叶（cf.Glossophyllum florini）等。
2、侏罗系J
1）下侏罗统（J1）
北票组J1b
可与杨志坚（1950）命名的华北地区下花园组（J1x）对比，为侏罗系底部地层，层序完整，分布较广泛，黑山窑后村至大岭一带可作为北票组之标准剖面，分上、下两段。下段以砾岩及含砾粗砂岩为主，夹少量粉砂岩和页岩，厚278m。上段由黄色大砾岩、含砾粗砂岩、粉砂岩、黑色炭质页岩组成，含煤线，厚215m，底部大砾岩与下段分界明显。根据岩性和
生物化石特征分析，本组属于冲积扇、湖泊、河流及沼泽相沉积。
北票组含有丰富的植物化石，其次是双壳类和昆虫类等。常见的有：长叶松形叶（Pityophyllum longifolium）、华丽似刺葵（Phoenicopsis speciosa）及纤细拜拉银杏（Baiera gracilis）等。
2）中侏罗统（J2）
蓝旗组J2l
蓝旗组经层位对比相当于髫髻山组(叶良辅，1920)，1965年由凌源幅(1／20万)延入本区使用。本组以一套火山岩系分布在盆地中部老君顶至大洼山一线（柳江盆地的核部）。在上庄坨、傍水崖一带出露较好。厚度在1000m以上。与北票组等老地层呈角度不整合接触。
根据岩性组合及喷发旋回，分为下、中、上三部分。下部为偏酸性的安山质火山角砾岩及集块岩、流纹质集块岩夹凝灰岩及火山熔岩，厚度在300m以上。中部以中性火山熔岩为主，灰绿色安山质、角闪安山质、粗安质火山熔岩夹集块岩、火山角砾岩。厚度400m左右。上部为中基性火山熔岩（黑绿色、紫红色、青灰色碱性玄武岩、玄武安山质、辉石安山质火山熔岩）和熔结集块岩、集块岩互层，夹少量火山角砾岩及凝灰岩。厚度在600m以上。
3） 上侏罗统（J3）
孙家梁组J3s
孙家梁组最初命名地点在辽宁省北票北面的孙家梁，由赵宗溥(1959)创建。本组分布局限于实习区东南隅蟠桃峪一带，未见与其它地层的直接接触关系。从区域资料上看，本组与蓝旗组呈角度不整合接触，厚度在350m以上，是一套灰色酸性、中碱性火山熔岩和火山碎屑岩，包括流纹质、粗面质和粗安质火山熔岩、凝灰岩、火山角砾岩与集块岩。
（五）新生界Kz
石门寨地区新生界仅有第四系零量分布，且主要为河流阶地松散堆积物，没有胶结成岩，主要为河流冲积、洪积物，其次为坡积物、残积物。见有少量洞穴堆积，分布在黄土营、山羊寨、李庄、茶庄等地石灰岩溶洞中，为砂砾、粘土堆积物，已开始固结变硬。根据洞穴中脊椎动物化石：狼、熊、鹿、野猪等，鉴定其形成时代为第四纪中更新世。
山海关、秦皇岛及北戴河海滨区以海岸沉积物及三角洲沉积物为主，部分地区可见风成沙丘和沙地堆积。