1.古大陸邊緣沈積區
古大陸邊緣沈積區和碳酸鹽臺地沈積區是本區沈積類型的基本特征。前者根據沈積巖的巖石類型、層理、結構、構造特征、生物組合等標誌，可分為潮坪相和近岸淺灘相。後者可分為局限海、臺地淺灘、開闊海等微相。
古陸邊緣沈積區主要指沿古陸和古島邊緣分布的潮汐作用帶。該帶具有海水極淺、有時裸露、蒸發強烈、鹽度高、不適宜生物繁殖、間歇性水流能量弱等特點，常接受來自古陸地剝蝕區的陸源砂、泥和葉狀體。常形成泥質、粉砂質白雲巖、藻紋白雲巖、石膏白雲巖、泥質或雲帶狀泥晶灰巖、竹葉狀灰巖，粉砂巖與頁巖常混生。有許多薄的、片狀或細粒結構，石灰巖中有許多不溶成分。巖石顏色壹般具有強氧化或氧化色，其中顆粒(如礫石屑)常有氧化邊。有時還伴有外來生物碎屑和沙屑、顆粒等。化石少，組合簡單。在潮流作用下，平坦礫石和生物碎屑多呈定向或疊瓦狀、扇形、菊花狀或旋渦狀排列。壹般發育幹裂縫、膏鹽假晶、雨滴印記、巖溶角礫巖、鳥瞰、帳篷等淺水標誌，以及攀痕、垂直隱洞等構造。淡水滲漏形成的滲砂、重力膠結、溶解等成巖標誌較為常見。根據沈積位置、海水鹽度、水能和沈積物性質可進壹步劃分微相。
(1)潮坪相
包括潮上帶、潮間帶以及潮上帶和潮間帶中的瀉湖環境，有時還包括壹些淺水潮下帶。潮上環境最接近古陸邊緣，只有風暴高潮才能將其淹沒。幹旱炎熱氣候下平坦潮灘上強烈蒸發造成的“毛細濃縮”，往往形成淤泥、粉砂質白雲巖、泥晶泥質白雲巖或藻席白雲巖，形成雲平亞相。當大量陸源物質混合時，可形成泥雲坪、砂雲坪甚至泥坪亞相。除潮坪相常見的沈積特征外，泥質或雲狀條帶狀泥晶灰巖是潮間帶和部分淺潮環境中的典型微相，有時有潮道或潮池沈積，其微相主要為竹葉狀灰巖。
總之，灘塗環境接近古代陸地和島嶼，有時裸露，有時被極淺的水淹沒。中能主要來源於潮汐作用且具有間歇性，缺乏生物繁衍的有利條件，微相組合簡單，隨古陸緣地貌條件寬度不等。潮坪相的識別和圈定是判斷古陸位置和侵蝕程度的主要依據，因此在華北地臺東部潮坪相極其發育的廣大地區，其研究意義十分重要。
早寒武世海侵早期，古陸緣沈積區相對發育。華北東部的南部、北部和東北部主要由碎屑巖和粘土巖組成，而東部西部附近的陸地島嶼或水下隆起區主要由潮上雲平和回雲坪組成。淮北的侯家山組和鄭州的辛集組是最早的潮坪沈積。由於海侵剛剛開始，這些相帶位於淮陽古陸北側，所以主要為含磷的應時砂巖、礫巖、粉砂巖和泥巖，而在魯南和魯西南為碳酸鹽潮坪沈積，主要為泥質灰巖、準同生白雲巖、角礫白雲巖和紫色頁巖。長治、臨縣、範縣、棗莊地區屬於潮上、潮間帶泥雲坪亞相，總厚度大於33 ~ 70m。巖石中生物碎屑少，有條痕、裂隙、鳥眼、變形層理等指狀結構。沛縣已開發石膏雲平，石膏層占10%以上。汕頭、毛莊時期，海侵範圍增大並向全區擴散，進而廣泛發育潮坪亞相。東部地區主要為紫紅色和紫色粉砂質頁巖和鈣質頁巖，夾薄層泥晶灰巖。徐莊期至鳳山期鄂爾多斯古隆起以東的廣大地區仍時有潮坪沈積。如東部徐莊早中期，經唐山、靖西、曲陽至峰峰、遼古1、古2、東1、大1等鉆孔出露的平原地區，自山海關向西繼承潮灘環境。鄂爾多斯古隆起東緣文水、沁源以西地區，受柳林、離石殘島控制，自饅頭期至上寒武統接受大量陸源粗粒碎屑，發育含砂雲平，其中臨縣泥雲坪泥白雲巖占60%以上。在臨縣、離石和中陽西部，潮上60%以上的含砂泥質泥晶白雲巖也有沈積。臺地東部的鳳山組韻律沈積，由泥質泥晶灰巖和鈣質頁巖組成，也是典型的潮間帶沈積產物。
圖1-3-2華北地區下古生界沈積相劃分及其主要特征
在潮坪環境中，沈積物大多由海退沈積序列組成。如平順、峰峰地區下奧陶統葉莉組-梁家山組厚度為178 ~ 411m，主要為灰黃色細、粉砂質白雲巖、疊層石白雲巖、角礫白雲巖，含少量竹葉狀白雲巖。堂邑地區有石膏夾層，巖石層面有多邊形裂隙，夾層角礫巖結構，鳥眼狀構造。
曲陽、登封、魯西地區的葉莉組由中薄層雲狀泥晶灰巖、球晶泥晶灰巖、竹葉狀泥晶灰巖、泥質條帶泥晶灰巖和頁巖夾層組成。巖層中發現有沖刷、龜裂、鳥眼、蟲洞、石膏假晶等壹些結構，而生物碎屑常見於三葉蟲、海百合、介形類、腹足類、骨針等，但含量較低。這套微相構成了從潮汐到潮間帶的潮坪沈積組合。梁家山組由中厚層含燧石的黑雲母泥晶灰巖和泥質條帶泥晶灰巖演化為雲條帶灰巖和泥晶白雲巖或角礫泥晶白雲巖。該微相組合顯示了從潮下帶至潮上帶的海退沈積韻律。乳品關-岐山泥雲坪由含燧石的細粒、粉砂質白雲巖組成，是葉莉組潮坪環境持續發展形成的繼承性雲平。下馬家溝組(舊稱賈汪組)底部由褐黃色泥晶白雲巖和淺灰色泥晶灰巖組成，底部有礫石，分布於華北地臺東部的許多地區。淺水和暴露痕跡如微細層、幹裂隙、鳥眼和石膏假晶在巖石中很常見，而生物碎屑很少，應屬於潮上泥和雲平亞相。在離石、河津、輝縣、昔陽—五臺、韓城—蒙陰、濮陽、邯鄲、陽泉、徐淮等地，有雲平或倪雲平。準同生白雲巖中陸源物質的含量因地而異，在徐州和登封可高達30%。中上馬家溝組位於淮陽古陸北側，五臺和魯西古隆起周圍，發育由薄泥晶灰巖、鮑雲斑狀泥晶灰巖和泥晶白雲巖組成的潮坪沈積。
潮灘和潮間帶的壹些窪地，在退潮後容易積水，漲潮時得到補充，從而形成潮間帶和潮間帶瀉湖環境。如果在古大陸邊緣的沈積區有淺灘和堤壩，那麽在灘壩的後面往往會出現瀉湖。潮坪窪地規模小，中能低，多為典型的靜水沈積。早寒武世砂泥巖中的白雲巖和泥質泥晶灰巖，以及雲平和會雲坪的粉砂質頁巖和粉砂巖可能是瀉湖鹽化或脫鹽的產物。灘後大型瀉湖，由於灘壩的阻隔，海水循環不暢，水能很弱，生物稀少。水體深度與地形起伏有關，水體較深時可能有潮下沈積。由於鹹化海水的回流和滲透，在瀉湖環境中可形成泥晶白雲巖、球晶泥、泥晶白雲巖和膏鹽巖。
由於潮坪環境和臺地淺灘的發育，而瀉湖環境在空間上依附於上述兩種環境，這樣的瀉湖環境沈積產物可以出現在潮坪分布於臺地之上、灘壩之後、臺地淺灘之間的區域。臺地東部汕頭組紫色粉砂質頁巖和泥晶白雲巖，大面積含石鹽假晶，局部含膏鹽。在壹些地層厚度和巖相短距離變化較大的地區，如山東濟南和河北石門寨，應屬於瀉湖沈積。在臨清坳陷的東1井、聊古1井、塘沽1井和峰峰地區的奧陶系潮坪沈積相中有石膏層，聊古1井梁家山組有三層石膏。因此，該區域應以潮間帶瀉湖和局限海的交替沈積為主，偶爾有潮間帶環境。長邯組、雲平西部臨汾高和東部聊城高的泥的出現，表明泥雲坪高地兩側低窪潮間帶或潮上帶存在瀉湖。這兩個瀉湖潮坪沈積區壹直延續到上馬家溝期，其沈積巖系中石膏層含量達到50%以上。
總之，潮間帶和潮上瀉湖的環境產物多分布在潮坪沈積相中，其分布範圍和厚度壹般小於潮坪沈積產物，但其微相組合和沈積相標誌遠比潮坪相清晰。
(2)淺灘相
該相位於古大陸邊緣沈積區之外，多在潮間帶，可部分延伸至淺潮下帶。沿海淺灘環境的特點是潮汐流平穩，但間歇性的水能微弱，水淺，鹽度正常，有適量的外來生物碎屑沈積，分選不完全，經常有暴露跡象。微相組合以竹葉狀灰巖、條帶狀泥晶灰巖或球晶泥晶灰巖為主，有時有少量粉砂巖或頁巖。竹葉灰巖是壹種以扁平礫石為主的顆粒灰巖，並伴有三葉蟲、海百合等生物碎屑，少量砂屑和顆粒。它充滿了泥晶，有時還有少量明亮的晶體。平坦礫石主要來源於泥晶灰巖，泥晶灰巖在潮下帶和潮間帶經過短距離搬運和再沈積後發生預破裂。當有風暴時，平坦的礫石往往直立，或形成代表晴朗天氣的放射狀或菊花狀排列的互層泥晶灰巖和泥晶灰巖的韻律沈積。這種薄層礫石石灰巖夾層或透鏡體實際上是風暴流的產物。在條帶狀灰巖和泥晶灰巖中可見對稱波痕、水平層理、泥裂縫、蟲孔等構造。
早在新紀時期，臺地東部就具有潮間帶低能灘的性質。如京西、唐山地區富軍山組厚40 ~ 90m的顆粒泥晶白雲質灰巖，徐州大北王後家山組厚10m以上的顆粒泥晶白雲質灰巖，均以礫石、砂、三葉蟲、棘皮動物和腹足類為主。徐莊中晚期，太原、明水、東明、沛縣、平頂山等地含放射性鮞粒、雲狀鮞粒和顆粒鮞粒。顆粒間常見三葉蟲碎屑和陸源砂，顆粒含量壹般為10% ~ 16%，局部鮞粒夾層可達40%左右。明顯而普遍的暴露標誌、大氣淡水滲入成巖作用的表現、白菜疊層石的偶見和陸源泥砂的普遍存在，指示了濱海淺水的潮間帶環境。靖西、蘇仙等地的徐莊組巖性相近，但礫石含量有所增加，總粒徑在7% ~ 20%之間，錯層、幹裂縫、蟲跡等跡象也較為常見。
此類礦床在孤山組和長山組非常發育。山東省唐山組、靖西組、五臺組和長山組主要由泥質灰巖、泥質條帶狀泥晶灰巖夾大量竹節狀灰巖組成。竹節狀礫石屑多被氧化，含量高，定向或隨機排列。礫石屑中含有三葉蟲等生物屑和少量鮞粒、石英砂、亮晶或泥晶來填充空隙。泥晶灰巖中有幹裂隙和垂直蟲孔，偶有對稱波痕。條帶狀灰巖常過渡為斷續條帶狀和鏈狀灰巖，有時可形成“似竹葉狀”泥晶灰巖。雖然這種構造已被解釋為成巖壓實和壓碎，但仔細觀察不難發現，巖屑在近距離內仍然是錯位和移位的。它們是在水動力條件不足或作用持續時間短的間歇性弱湍流水中形成的。因此，“類竹葉”結構的普遍存在反映了沿海潮汐低能淺灘沈積環境的基本特征。柱狀和半球狀疊層石通常在該相帶中發育。堆疊柱的高度壹般不超過20cm，柱的寬度只有幾厘米。柱狀物為同心或顆粒鮞粒、砂屑和三葉蟲屑(圖1-3-3)。
圖1-3-3北京西山下葦甸孤山組柱狀疊層石
早奧陶世的大規模海侵導致了海岸淺灘向臺地淺灘的轉化。懷遠運動後，馬家溝海侵早期全區廣泛發育準同生白雲巖。根據華北石油局等單位在1987所圈定的顆粒含量為10%的準海灘，顆粒主要為藻屑、砂、礫石屑和有核石。就它們與潮雲坪的關系而言，準海灘應該是潮間帶低能淺水沈積物。這類低顆粒碳酸鹽巖能否作為水下淺灘或海岸潮間帶淺灘沈積環境的微相，仍值得探討。總的來說，由於奧陶紀是華北地臺自寒武紀以來最大的海侵期，地臺本身長期被剝蝕夷平，所以全區沿海淺灘環境分異不明顯是可以理解的。
2.碳酸鹽臺地沈積區
這個沈積區是與古大陸邊緣沈積區緊密相鄰的廣闊陸架的內側，與擁有許多臺地邊緣相區的淺海盆地分隔開來。其沈積界面大多介於低潮面與波底面之間，部分直接到達氧化還原界面。沈積主要發生在潮下帶，海底地形和水深變化較大。水深可以從幾米到幾十米，但壹般不會超過100米。海水鹽度正常，低窪處略有升高，生物常見，而水體能量介於弱和中等之間，潮汐下以低能為主。該沈積區在華北地臺非常發育。根據其水下地貌——海水通暢狀態、水深和能量，可細分為局限潮間帶海、開闊潮間帶海和臺地淺灘。
(1)有限灘間海(有限海)
隨著海底地形的變化，由於淺灘的遮擋和相對低窪，往往形成有限的灘間海洋沈積環境。海水雖與廣海相連，但環流受阻，鹽度略高，不利於廣海的生物發展，化石種類少。主要巖石有泥晶灰巖、球晶泥晶灰巖、泥質條帶泥晶灰巖、斑點泥晶灰巖和準同生白雲巖等。，其特點是缺乏高能粒子。巖石中常見的生物碎屑多為廣鹽生物。當這壹沈積區被海岸灘壩或水下隆起封閉時，由於鹽度的激增，可以形成以白雲巖為主的瀉湖沈積。
在地臺東部和北部的富軍山晚期，局限海相對發育。從山海關、唐山、靖西到義縣，富軍山組厚度從150m減到了15m，上部地層主要為灰色、深灰色中厚層狀泥晶灰巖和泥晶-泥晶灰巖。北京地區常見少量球晶泥晶灰巖，巖石呈水平層狀，生物較少。莒縣地區主要由雲點狀泥晶灰巖、粉砂質頁巖和白雲巖組成。任丘古2井、聊古1井和峰峰地區為薄泥晶灰巖和頁巖互層。張夏組的沈積環境主要是臺地淺灘和潮間帶海，潮間帶海如果被眾多的海灘包圍，則是有限的。如靖西、大同的張夏組下部，湯山、義縣的上部均屬張夏組，但其巖石和普遍具有高能粒子含量低，生物單壹，具水平層理，表面少有沖刷痕跡，偶見少量顆粒，蟲跡不發育等特點。，都反映了古代陸地、水下隆起或臺地淺灘遮蔽的有限海洋環境。
雖然下奧陶統和華北地臺可分為南部以準同生後白雲巖為主的地區，北部以泥晶灰巖、黑雲母泥晶灰巖、斑點狀灰巖、泥質條帶狀灰巖和帶有燧石條帶或結核的灰巖為主的地區，以及本工區以外的西部地區，白雲巖多為準同生後交代白雲巖，其原巖巖性多為黑雲母泥晶灰巖和球晶泥晶灰巖，所以唐山。
中奧陶世的廣泛海侵使有限的海洋與廣海相連，東部臺地南北之間的巖性分異被打破為白雲巖和灰巖，形成了巖性組合更加復雜的淺水沈積環境。如魯西地區曲陽組任2井、古2井和夏家溝組沈積的泥晶灰巖夾泥灰巖和白雲巖，具水平層理，含三葉蟲、海百合、頭足類等化石碎屑，底部普遍沖刷，應是局限海和陸架海交替沈積。在工區外的西部，馬家溝早期被烏蘭格、阿拉善、慶陽、延安古陸遮擋，屬於典型的局限海相沈積。
(2)海灘之間的開闊海域(公海)
指平臺中部或外部的開闊區域和平臺與外海暢通的廣闊淺水區。由於華北地臺以地臺淺灘發育為特征，淺灘之間開闊的淺地臺可稱為開闊的灘間海。其沈積界面多位於低潮面與浪基面之間，鹽度正常，水深幾米至幾十米，能量中等。主要由顆粒灰巖、顆粒灰巖和泥晶泥質灰巖組成，有時含有頁巖和粉砂巖夾層。巖石中顆粒類型單壹，偶見內部碎屑、鮞粒等高能量顆粒。化石豐富，包括介形類、軟體動物、棘皮動物、三葉蟲和腕足動物。其中，窄鹽生物的相對含量較小。常見水平層理，偶有斜層理。偶爾出現小的單柱和半球形層狀結構，常見水平蟲孔和生物攪拌結構。
臺地東部毛莊期和徐莊期部分厚層段泥巖夾粉砂巖、海綠石細砂巖和砂質灰巖，還原色較弱，含較多海相化石，可能屬於外海非清水沈積。在廖燕地區和徐淮地區，該組地層中的泥晶灰巖夾藻屑、泥晶灰巖夾生物屑、綠泥石泥晶砂質灰巖和瘤狀泥晶灰巖也應是外海產物。中寒武世張夏期海侵達到高潮，水下隆起多為淺灘，灘間海環境相對發育。其特點是鮞粒含量壹般小於30%，巖石以深灰色泥晶灰巖為主，淺海生物含量豐富，粘土巖含量變化大。如在曲陽、任丘及陜西部分地區的張夏組部分巖石剖面中，以生屑泥晶灰巖或藻屑泥晶灰巖為主，含粘土夾層10%以上，鮞粒小於20%，巖石中有機質含量高。
早奧陶世，地臺北部的唐山和靖西地區主要由灰色厚層生物泥晶灰巖、條帶狀泥晶灰巖夾竹節狀礫石屑或砂質泥晶灰巖組成，無氧化邊。巖石中常見三葉蟲、頭足類、腹足類、棘皮類、腕足類等化石，有時可見水平蟲洞，是典型的外海沈積。徐州-鄭州地區的外海沈積物以黃綠色或灰綠色頁巖為特征；在任丘、崗59、古2井等平原地區，有條帶狀泥晶灰巖、含燧石結核的白雲巖及其夾層，顆粒灰巖不太發育。魯西、萊蕪白雲巖中有腕足類、棘皮類、苔蘚類等廣海生物碎屑，沈積於外海和水下竹灘，具水平層理和蟲孔。唐山、靖西、曲陽、任丘等地的下馬家溝組以泥晶灰巖為主，偶見白雲質灰巖和泥灰巖，其中常見的化石有腕足類、棘皮類和頭足類，水平層理發育，在開闊海和局限海交替沈積。上馬家溝組上部外海由生物泥晶灰巖、含燧石泥晶灰巖和雲母泥晶灰巖組成，以頭足類為主要生物。
峰峰組上部的泥晶灰巖中含有許多正常的海相化石，僅在峰峰和魯西有殘留。
總之，華北東部外海多為水下淺灘所控制，分布於灘間；工區外的臺地西部大部分被古陸、古隆起或臺地前緣相帶遮擋，分布於其後。在縱向上，它與淺灘和局限海交替出現。在空間上，多呈半圓形分布在古隆起帶周圍，而在東部工區，壹般呈條狀或不規則等軸狀分布。
(3)臺地淺灘
華北地臺上有許多大小不壹、形態各異的水下隆起。這些區域大多在浪基之上，水體較淺，長期暴露在中能海水中，使其成為海灘沈積環境，形成與臺地隔離的淺灘。臺地淺灘主要為潮下高能帶沈積，常見閃光鮞粒灰巖、閃光砂灰巖和閃光生物碎屑灰巖或閃光石和藻屑灰巖。有時發現粒狀層理、交錯層理、柱狀和掌狀疊層石。流水波痕、冰雹痕、鮞狀鑄模、重力膠結等成巖現象十分發育。
圖1-3-4東部臺地寒武系沈積模型
華北東部徐莊期，北京、曲陽、任丘、莒縣等地均有厚層鮞狀灰巖分布，表明水下淺灘環境曾間歇性出現。到張夏期，鮞灘廣泛分布，從湯山、靖西、曲陽到峰峰，不同部位均有鮞粒灰巖出現，反映出淺灘隨地殼運動在垂直方向上間歇發育，在水平方向上有規律分布(圖1-3-4)。
此外，呂梁陸島周邊的河津、洪洞、昔陽、平陸等地，以及臺地南部的徐淮、松山、洛陽等地也有部分淺灘。在黃驊、濟陽、任丘凹陷等隱蔽地區，也有部分海灘通過鉆井發育。如崗59井、唐2井為厚層亮鮞狀灰巖，巖性穩定。
張夏時期廣泛發育淺水高能海灘環境，大部分海灘局限於海洋或外海環境。淺灘環境穩定，鮞狀灰巖厚度大，水能高。多為亮鮞狀或豌豆狀灰巖，竹礫灘或砂灘少見。淺水鮞灘易出露水面，在張夏、徐淮、峰峰的張夏組厚層塊狀鮞粒灰巖中有出露痕跡。大氣淡水淋濾和淡水膠結等成巖標誌也很常見。
葉莉期淺灘主要為竹節狀礫質灰巖。按照馮增昭倡導的單因子定量統計綜合分析法，以15%的組粒含量為基準，曲陽、金堂、魯中、莒縣均為淺。在竹狀灰巖或白雲巖中，礫石含量在50%以上，填隙物以石膏為主，不時出現明亮的晶體。礫石屑大多無氧化邊，扁平、圓整、分選中等，礫石中常見砂屑和碎屑。水體普遍較淺，鹽度正常。中奧陶世第二次大規模海侵，形成以雲平局限臺地和開闊臺地為主的沈積環境，偶有竹狀灰巖，但厚度小，側向不穩定，基本無淺灘沈積特征。工區外，臺地西部，受鄂爾多斯古隆起、秦嶺祁連海槽和淮陽古陸控制，沈積面積較窄，臺地淺灘沈積不典型，臺地邊緣斜坡相較盆地發育。鄂爾多斯古隆起以東的華北地臺東部，臺地邊緣相和盆地相不典型。