第四纪地层划分的标志
（一）洞穴堆积物中的生物标志
本区府君山组石灰岩溶洞中，发现有丰富的哺乳动物化石，经黄山万波鉴定为熊的完整头骨化石，确定其洞穴堆积时代为中更新世周口堆积期。洞穴的形成可能相当于中更新世湟水侵蚀期。这些哺乳动物化石有：
黄土营以北的程庄府君山组石灰岩洞穴（海拔170—180m）中有完美的熊头骨、肢骨、李庄天水洞石灰窑内（海拔200m）有鹿、野猪、啮齿类和鸟类化石。柳观峪石灰岩洞穴中(海拔170—180m)有熊的牙齿、山羊寨石灰岩洞穴中（海拔170—180m）有狼、豹等化石。
（二）地貌与构造标志
秦皇岛地区新生代以来，地壳运动的方式是以间歇式上升为特征，侵蚀作用和堆积作用在时间上交替进行。溶洞时当时当地地下水水平循环的产物。当地壳处于平稳时期，溶洞的形式与河流阶地面的侵蚀是同时进行的，溶洞内的堆积于阶地上的堆积也是同时进行的。因此，本区170—180m溶洞与大石河、汤河三级阶地应有一种对应关系，即其堆积期都为周口期 。而溶洞、河流阶地面以及北戴河海滨三级海蚀阶地面形成应相当于湟水侵蚀期。大石河、汤河一级阶地及河漫滩堆积形成于全新世。大石河、汤河二级阶地及其堆积物形成于晚更新世。
第四纪地层描述
据前述生物、地貌、构造标志将本区第四系划分为中更新统、上更新统及全新统，其地层岩性特征如下：
中更新统
该区中更新统以洞穴堆积为主，分布于海拔170～180m岩溶洞穴中，其主要岩性：下部为黄褐色流水形成的砂砾层；中部为崩塌形成的砾石层；尚不为淋蚀形成的粘土，厚约10m。
浅黄褐色含砾粘土层：含棱角状砾石。砾径1～3mm，汉灵8%左右。成分为石灰岩及煌斑岩，粘土半固结状态。干燥后坚硬，该层未见底，厚度40cm。
浅黄褐色砂砾层：该层具水平层理和斜层理。砾石磨圆好，砾石成分为石英、石英砂岩及少量灰岩，粒径10mm，含量20%左右。碳酸盐胶结，具成岩状态。厚1.05m。
红褐色含粘土砾石层：该层砾石具棱角状。一般粒径小于8cm ，最大粒径为60cm。成分为石灰岩、砾石与粘土混杂堆积，并由碳酸盐胶结，含有熊头骨化石和肢骨化石。厚度为2.05m。
黄褐色砾石层：该层粒径一般为1～5cm，最大达40cm。砾石具棱角，成份为石灰岩，含量8%左右，粘土半固结状态。厚2.5m。
棕红色粘土层：该层粘土为半固结状态，厚度1m。该层与下伏黄褐色含砾石粘土层之间接触面凹凸不平。
现代残积层：粘土、残疾砾石，成份为石灰岩，次棱角状，最大粒径20cm，厚度0.5m。
上更新统
本区上更新统主要分布在大石河、汤河及其支流的二级阶地，在黄土营、上平山、义院口、下花野、东塔等地均有出露，其主要岩性为砂砾层和土块物质。
在黄土营村南大石河二级基座阶地上大片出露上更新统下部层位，厚约25m，由一套桔红色的砂砾层和粘土混积，没有层理和分选，砾石磨圆差度，粒径10m——15m，最大达40cm。成分为花岗岩、石英砂岩、花岗岩砾石具有强烈风化特点；粘土、砂和历史分布均匀，半固结，其压实、不透水等特点。
上更新统上部冲洪积层剖面，自上而下分为四层。
全新世统
该区全新统主要为河流相的砂砾石层，广泛分布于大石河、汤河及其支流的一级冲积阶地和河漫滩上，这些砂砾石层具有分选、磨圆和层理并见有下部河床相和上部河漫滩相组成的二元结构，砾石ab面倾向上游、松散、透水等特征。厚度3—5m。