4二疊系
1）山西組
山西組主要分布在東部黑山窯至曹山一帶，西部也有出露，本組是區內重要含煤層位，屬於近海沼澤沉積，研究和開採煤礦最早是在付水寨老柳江，因此本組以前稱柳江組，本組可以石門寨西剖面作為標準剖面厚61.8米，主要沿線為灰色、灰黑色中細粒長石岩屑雜砂岩、粉砂岩、炭質頁岩及粘土岩，構成兩個韻律。第一個韻律含煤層，第二個韻律的頂部含鋁土礦，本組厚度變化較大，約在35—60米左右，發育較好是老柳江、夏家峪、石門寨西一帶，往北至半壁店曹山長城區有變薄趨勢，與下伏太原組為整合接觸，其分層標誌可以本組底部的灰色、灰白色長石岩屑雜砂岩為界，這些砂岩在走向上有些變化，有時粒粗，並含礫石，有時變成中細粒結構，顏色可由灰白色變黃灰色，但結合地層層斜，上、下聯繫，以及注意山西組含可採煤的分布特徵，便可加以區別。
2）下石盒子組
下石盒子組主要分布在黑山窯至石嶺一帶西部，有零星分布，發育較好的剖面是牛毛嶺一帶，石門寨西門西側的剖面可作為區內下石盒子的標準剖面，此剖面上本組出露完全，並產植物化石，厚115米。有三個韻律構成，本組屬湖泊相沉積，主要岩性為灰色中粗粒長石岩屑雜砂岩。第二第三個韻律的頂部分別為a2、a1層耐火粘土岩或粘土質粉砂岩，顏色為紫色、紫灰色，含化石層位是在第一個韻律的頂部灰綠色含雲母泥質粉砂岩，中、下石盒子組與下伏山西組為整合接觸，二者的界限以山西組頂部的b層耐火粘土為標誌層。
3）上石盒子組
上石盒子組分布比較局限，主要在黑山窯，歡喜嶺至大石河西一帶，發育最好的剖面是歡喜嶺，此處可作為上石盒子組的標準剖面，本組厚72米，本組岩性特徵明顯，分布穩定，以河流相的灰白色中厚層狀含礫、粗粒長石淨砂岩為主，夾極少量紫色細粒砂岩及粉砂岩，與下伏石盒子組的接觸關係，為整合接觸，但上石盒子組的底部是另一個沉積韻律的開始，界限明顯，其下即為下石盒子組的a1層紫色粘土質粉砂岩。界線的上下層都可作為這兩組的分層標誌。上石盒子組底部的灰白色含礫粗粒長石淨砂岩更為特徵，這層砂岩一般出露較好，單層厚度較大，總的厚也大，含長石量較多，雜質少，粗粒結構，並含礫石，這層長石淨砂岩以前曾稱南山砂岩，與太子河地區的彩家砂岩相當，在太子河又稱彩家砂岩或王八蓋子岩，其特點相似，是很好的區域性分層標誌，本組中未獲得化石資料，本組的劃分和時代的確定，主要是根據岩性對比。
4）石千峰組
石千峰組是二疊系最上一個組，由於上覆中生代地層的覆蓋，因而出露很局限，只見於黑山窯至歡喜嶺一帶，出露較好的是歡喜嶺至瓦家山一帶，此處剖面可作為石千峰組的標準剖面，厚150米以上，主要岩性是一套河流相的紫色岩層，包括粉砂岩、泥岩，夾少量的礫岩粗粒至中細粒淨砂岩和雜砂岩。其於石盒子組為整合接觸，二者可以顏色區分，石千峰組的底部是紫紅色含礫粗粒岩屑長石雜砂岩，從成分看，尤其是從岩石組合的特徵看，有較大的差別，即石千峰組的岩石成分和岩石類型都雜一些，本組在紅層中發現有植物及少量昆蟲化石。
（三）中生界
1.三疊系
黑山窯組該組是晚三疊世地層，原屬下侏羅統北票組的下部層型剖面在黑山窯後村西，厚161.8米，岩性為灰白色，中粗粒長石石英雜砂岩、黑色炭質頁岩、粉砂岩，含煤線，其中含大量植物和少量昆蟲及雙殼類等，屬湖泊相，與下伏上二疊統石千峰組為角度不整合接觸，上下岩層產狀差別很大，本組底部具底粒岩，與上覆地層北票組為整合接觸，但二者界限十分清楚，北票組底部以礫岩與本組分界。