本区地层分区属华北–东北南部区、燕山分区的山海关小区，地层特征属华北型。除较普遍缺失中、上奥陶统至下石炭统、三叠系、白垩系、第三系外，就华北型地层而言，该区地层出露较全（缺失中元古界的长城系、蓟县系和上元古界青白口系的下马岭组），化石丰富，各单位地层划分标志清楚，地层特征具有一定代表性。全区范围内出露的地层主要有上元古界的青白口系、下古生界的寒武系、下奥陶统、上古生界中上石碳统、二迭系、中生界侏罗系以及新生界的第四系。地层顺序以及它们之间的接触关系见石门寨地区地层简表（表1-1）。
本区处于燕山沉降带东段，山海关隆起东南缘，主要构造线方向近南北向。依据区域性角度不整合面与各地质时期的地质构造基本特征，本区可划分如下构造层：
中生界构造层
盖层 ～～～～～～～～
古生界构造层
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新元古界青白口系构造层
基底 混合花岗岩