沉积环境的演变
晚石炭世初期，整个盆地沉降，在经过长期风化整平的中奥陶世灰岩顶上，接受了来自东北方向的海侵，开始了陆表海的演化历史。古地形北高南低。北部的阴山古陆是高耸的山脉或高原，是当时的主要物源。研究区为泻湖，地形坡度较小，垂向演变规律明显。其中，近海碳酸盐陆棚相和泻湖相构成了这一时期的岩相古地理沉积格局。从旋回的发育来看，冀中的开平、井陉、燕山南麓一般有四个旋回。石家庄以南仅发育三个旋回；邢台地区一般只有两个循环；峰峰地区大部分是不完全旋回，近海碳酸盐陆棚相基本不发育，表明该时期的海侵方向主要来自东北方向。
晚石炭世海侵范围扩大，太原组底部灰岩沉积。之后，海侵方向变为东南方向。冀南峰峰地区灰岩发育最好，多达4 ~ 5层，向北层数减少，逐渐变为海相泥岩，为沼泽-近海碳酸盐陆架-泻湖相的多个一级海水进退旋回序列。沉积环境垂直演化的一般规律是地表为清水。
早二叠世，随着华北板块继续向北逆冲，不断后退。研究区古地理以近海碳酸盐陆架体系和障壁-泻湖体系为主，有1 ~ 2层灰岩(叶青灰岩和一层灰岩，叶青灰岩相对稳定，仅在峰区发育一层灰岩)，北部其他地区基本无灰岩沉积，其次为两个旋回，下部旋回为近海碳酸盐陆架-潮坪-泥炭沼泽。上旋回为河口坝-分流湾-泥炭沼泽-分流湾-分流河道，自下而上代表了近海碳酸盐陆架体系-障壁坝-泻湖体系-三角洲体系的演化过程，在分流湾环境中形成了相对稳定的2 #煤层。
中二叠世，海水大面积南退，广大地区已演化为三角洲平原环境，分流河道和泛滥盆地并存。在研究区峰峰-邢台地区，还存在一些三角洲前缘的亚环境，是早二叠世早期古地理的持续发展，以三角洲前缘的分流湾-分流河道环境为主，其次是分流河道-天然堤-洪泛盆地的反复，反映了三角洲平原分流河道的持续迁移。洪水盆地有时会被部分淹没，形成煤线。
晚二叠世早期，随着海岸线的南移，该区岩相古地理进一步演化。除峰峰-磁县地区为小三角洲环境外，其余大部分地区为水系沉积。总体来说是北高南低的冲积平原。随着回归的发展，区内古地理格局的分化程度越来越小，垂直演化规律明显。自下而上，由河岸沉积，演变为洪泛盆地，代表了一个完整的水系沉积旋回，构成了这一时期环境垂直演化的全部内容。但峰峰一带仍处于三角洲平原环境，南方的海水偶尔能涌入沿海三角洲平原区，将正常的海洋生物带入陆地，在地势低洼处形成一薄层含海绵骨针的硅质泥岩，位于上石河组三段顶部，成为该区地层对比的良好指示层。
晚二叠世晚期，研究区峰峰、邢台地区仍有河流湖泊存在，早期的洪泛盆地转变为湖泊。峰峰地区湖泊中有薄层淡水灰岩或泥灰岩沉积，表明早期湖泊相沉积有发展和扩大的趋势。