亮甲山组主要分布在亮甲山、小王山、潮水峪等地，最初由刘季辰和叶良辅与1919年在本区亮甲山创建。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。上部有少量白云质灰岩及含隧石结核、隧石条带灰岩。在上部发现许多保存完好的蛇卷螺化石。灰岩中发育节理，部分被铁质氧化，部分被方解石充填。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。 （二）中奥陶统（O2） 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、燧石条带的豹皮状白云质灰岩。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，腹足动物化石，三叶虫化石。与亮甲山组整合接触，属于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。
2.4上古生界（Pz2）
2.4.1石炭系（C） （一）中石炭统（C2）
本溪组（C2b）
本溪组最初赵亚曾与1926年在辽宁省本溪市西6km新洞沟与蚂蚁村之间的额牛毛岭创建。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82m。石门寨西门只瓦家山剖面厚度为70.7m。
本组岩性下部为陆相铁质砂岩或褐铁矿、粘土岩，有风化壳；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。与下伏马家沟组呈平行不整合接触。本组属于海陆交互相沉积。 （二）上石炭统（C3） 太原组（C3t）
1907年，翁文灏、葛利浦在山西省太原西门沟命名太原组。本区在半壁店、小王山一带发育良好。在石门寨西门至瓦家山剖面上，厚度为47.5m。
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砂岩，铁质被氧化后呈黄褐色，具大型球形风化，有两组节理；上韵律底部为薄层细粒岩屑砂岩，有小型球形风化。，夹页岩及少量煤线。本组与本溪组呈整合接触关系，属于海陆交互相沉积。 2.4.2二叠系（P） （一）下二叠统（P1）
<1>山西组（P1s）
山西组最初是由维利斯、布拉克维尔德在1907年在山西省中部
太原一带创建。在本区主要分布在石门寨西门和黑山窑等地，以石门寨西门至瓦家山泡面最后，是本区的重要含煤、粘土矿层位，厚度61.8m。
山西组岩性有灰色、黑灰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：下韵律底部含长石多、含砾，单层厚度大，顶部为粘土矿或煤层；上韵律顶部为B层粘土层位。本组含植物化石较多，与太原组整合接触，属于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，有那琳创建。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细粒长石岩屑杂砂岩、细粒岩屑杂砂岩、粘土质粉砂岩构成三个沉积韵律。与山西组分界标志明显：山西组顶部为黑色含煤粘土矿；下盒子组底部为黄褐色含砾粗粒岩屑长石杂砂岩，砾径5mm左右，紫红色，分选好，磨圆好。与山西组整合接触，属于河流相、湖泊相沼泽沉积。 （二）上盒子组（P2）
<1>上石盒子组（P2s）
本组在本区东翼石门寨西门至瓦家山一带出露较好，厚度72m。本组岩性为土黄色中厚层状含砾粗粒长石砂岩夹紫红色细粒砂岩，砾径3-10mm，分选不好，磨圆不好由大型斜层理。此层厚度大，分布稳定，成为南山砂岩，与下盒子组整合接触，属于河流相沉积。
<2>石千峰组（P2s）
石千峰组由那琳在太原市25km石千峰建组，在本区出露时分有限，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，砾径2-4cm，分选好。磨圆好，成分不一；向上为细粒砂岩、粉砂岩几部分黄色泥岩。本组与下伏上石盒子组整合接触，属于干旱条件下的陆相沉积。
2.5中生界（Mz）
2.5.1三叠系（T）
本区只发育上三叠统黑山窑组地层。 黑山窑组（T3h）
本组层型剖面位于本区西南部的黑山窑村后村南侧，岩性以灰白色中、粗立场是适应杂砂岩、黑色炭质页岩、粉砂岩及煤线为特征，有两个旋回，有厚度为161.1m。其中含大量的植物化石和少量昆虫化石及双壳类等化石。本组角度不整合于石千峰组之上，与上覆北票组为不整合接触，以北票组底部砾岩与本组分界。本组属于湖泊相沉积，其中发育湖相三角洲和湖泊滨岸沼泽。 2.5.2侏罗系（J） （一）下侏罗统（J1） 北票组（J1b）
北票组可与杨志坚1950年命名的华北地区下花园组对比，为侏罗系底部地层，层序完整，分布较广。本组与下伏黑山窑组分界明显，底部大砾岩为标志，砾径5mm-6cm，分选不好，磨圆不好。是河流成
因的砾石。根据岩性和生物化石特征，本组属于冲积扇、湖泊、河流及沼泽相沉积。
2.6新生界（Kz）
石门寨地区新生界仅有第四系零星分布，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。见有少量的洞穴堆积，分布在山羊寨等地的石灰岩溶洞中，为沙粒、粘土堆积物‘已开始固结变硬。洞穴中脊椎动物化石有狼、野猪等，鉴定其形成时间是第四纪中更新世。
山海关、秦皇岛及北戴河以海岸沉积物及三角洲沉积为主，部分地区可见风成沙丘和沙地堆积。
