1.剖面相特征
为揭示沉积相横向演变特征，本次研究编制了东西向、南北向区域沉积大剖面各3条（图3-3-4～图3-3-9）。下面以山西偏关-辽宁复州湾和山西怀仁-陕西洛南2条剖面为例进行描述。
（1）山西偏关-辽宁复州湾剖面
寒武系—奥陶系的沉积相变化在该剖面中体现得最为复杂。西起山西偏关、东到辽宁复州湾，贯穿北京西山、唐山赵各庄等地。整体上，水体东深西浅，北京—河北段的岩相和地层厚度横向变化明显。
府君山期—毛庄期，地层自东向西超覆，主要为碳酸盐岩潮坪沉积；北京西山地区的馒头期主要为
徐庄期，自西向东为局限碳酸盐岩台地—鲕粒滩—开阔碳酸盐岩台地；张夏期，鲕粒滩极为发育，局限台地相对较发育；长山期—凤山期，海水广泛向西推进，大面积出现开阔台地，发育风暴成因的竹叶状灰岩。
冶里期—亮甲山期，地势仍然西高东低。冶里期，东部以开阔台地为主，山西浑源恒山剖面开始出现局限台地，偏关地区为云坪沉积环境（马学平等，1998）；亮甲山期，以潮坪浅水沉积为特点，向东进积明显，西侧云坪发育。复州湾剖面见广泛发育的开阔台地。
下马家沟期，沉积格局明显变化，沉积中心向西迁移。下马家沟期早期，复州湾为局限台地沉积，唐山—冀中地区主要为云坪沉积，北京西山—五台山地区主要为开阔碳酸盐岩台地沉积（梅冥相等，1997），山西偏关出现局限碳酸盐岩台地沉积；下马家沟期晚期，五台山—冀中主要为开阔碳酸盐岩台地沉积，唐山至复州湾为局限碳酸盐岩台地沉积。
上马家沟期早期，沉积环境仍然西浅东深，复州湾为开阔碳酸盐岩台地，唐山-桐17井发育云坪，北京西山向西主要为局限碳酸盐岩台地；上马家沟期晚期，局限碳酸盐岩台地沉积为主。峰峰期地层多被剥蚀殆尽，仅桐17井附近有残留。
（2）山西怀仁-陕西洛南剖面
该剖面北起山西怀仁县吴家窑，南到陕西洛南瓦窑沟，途径五台县、昔阳、左权、芮城县等地，全长约774km。剖面方向接近垂直海侵方向。靠近海域边缘，沉积相横向变化较复杂。
图3-3-4 山西偏关—辽宁复州湾寒武系—奥陶系沉积剖面图（东西剖面1）
图3-3-5 山西柳林-山东沂水寒武系—奥陶系沉积剖面图（东西剖面2）
图3-3-6 陕西韩城-安徽淮南寒武系—奥陶系沉积剖面图（东西剖面3）
图3-3-7 山西怀仁-陕西洛南寒武系—奥陶系沉积剖面图（南北剖面1）
图3-3-8 河北怀来-河南鲁山寒武系—奥陶系沉积剖面图（南北剖面2）
图3-3-9 安徽淮南-辽宁凌源寒武系—奥陶系沉积剖面图（南北剖面3）
辛集期—馒头期—毛庄期，整体呈现自南西向北东方向的海侵超覆。辛集期，沉积作用局限于洛南—芮城一带，主要发育细碎屑岩、薄层灰岩和泥质白云岩，为陆源碎屑潮坪沉积；馒头期，海侵到达潞城，为泥质潮坪沉积；毛庄期，沉积遍布整个剖面，主要为泥质潮坪环境，山西五台—定襄一带属灰坪沉积，南侧含砂岩，属近物源的砂质潮坪沉积环境。
徐庄期，早期以泥质沉积为主，晚期定襄—孟州一带水深相对较大，发育泥质灰岩，夹风暴沉积，属开阔台地。五台剖面鲕粒灰岩发育，属鲕粒滩环境。山西怀仁出现结晶灰岩、生物碎屑灰岩，含少量鲕粒，属局限碳酸盐岩台地。昔阳一带属局限碳酸盐岩台地。翼城祥山沉积厚度最小，为泥质潮坪沉积。洛南瓦窑沟剖面为陆源碎屑浅海沉积。
张夏期，鲕粒灰岩极为发育，生物碎屑灰岩也较发育（如山西怀仁），反映高能滩环境。鲕粒滩之间夹有泥岩、白云质灰岩，为局限碳酸盐岩台地。翼城祥山、夏县祁家沟沉积厚度较小，属灰云坪环境。
崮山期—凤山期，沉积格局发生明显转变。南侧水深明显变浅，北侧五台—定襄—孟州一带则明显变深。自昔阳以南沉积环境基本上为云坪和灰云坪。崮山期—长山期，昔阳一带出现豹皮灰岩和风暴岩；五台—定襄一带发育泥质灰岩、白云质灰岩和风暴岩，属开阔碳酸盐岩台地沉积。山西怀仁见风暴沉积，中部发育鲕粒灰岩。
冶里期—亮甲山期，海水明显向北退却。冶里期沉积范围覆盖全区。亮甲山期海水退到潞城—翼城一带。该期云坪广泛发育。山西五台地区见风暴沉积。
下马家沟期，再次发生海侵，并在南侧形成超覆。自北向南出现开阔台地、局限碳酸盐岩台地、灰坪、灰云坪沉积。上马家沟期，主要为局限台地沉积。
2.沉积体系平面展布特征
在对剖面进行相分析的基础上，结合区域地质演化，重建了寒武系—奥陶系沉积相空间展布。
总体上，馒头期—徐庄期为持续海进阶段，以潮坪环境为主；张夏期以潮下高能浅滩和开阔海为主；崮山期—早奥陶世水体有所变浅，以潮坪和局限海为主；早奥陶世晚期—中奥陶世下马家沟早期、上马家沟早期和八陡期分别构成3个海进旋回，以开阔海、局限海为主，水体较深。
（1）寒武纪沉积体系平面展布
1）府君山期（辛集期），主要分布在研究区南北两侧，南北厚、中间薄（图3-3-10）。岩相类型单一，水体较浅，主要为潮坪沉积环境。研究区西南侧为泥质潮坪，北侧为云坪、灰云坪和灰坪。淮南地区为浅海陆棚。
2）馒头期，地层整体东厚西薄，南北厚中间薄。研究区南部和保定—天津—沧州一带为浅海陆棚沉积环境，中部为云坪沉积环境，西侧和北侧为泥质潮坪沉积环境（图3-3-11）。
3）毛庄期，岩性以砂质泥岩和钙质泥岩为主。西侧整体为潮坪沉积环境。山西偏关—河北怀仁和芮城—河南鲁山地区为砂质潮坪沉积环境。东侧为陆棚浅海开阔台地沉积环境（图3-3-12）。
4）徐庄期，地层东厚西薄，西部以局限台地为主，东侧以开阔台地为主。鲕粒滩基本上位于局限台地和开阔台地之间。开阔碳酸盐岩台地边缘常发育风暴岩（图3-3-13）。
5）张夏期，鲕粒灰岩发育。相对徐庄期，开阔碳酸盐岩台地明显向东退缩、局限碳酸盐岩台地向东扩展。淮南地区接近浅海陆棚环境（图3-3-14）。
6）长山期—崮山期，白云岩沉积开始增多。东侧为开阔碳酸盐岩台地（图3-3-15），苏北和鲁西南主要为云坪沉积环境，反映南侧基底开始抬升。
图3-3-10 渤海湾盆地SQ1-LST（寒武系府君山组/辛集组/昌平组）岩相古地理图
图3-3-11 华北地区中东部SQ1-TST（寒武系馒头组）岩相古地理图
图3-3-12 华北地区中东部SQ1-HST（寒武系毛庄组）岩相古地理图
图3-3-13 华北地区中东部SQ2-TST（寒武系徐庄组）岩相古地理图
图3-3-14 华北地区中东部SQ2-HST（寒武系张夏组）岩相古地理图
图3-3-15 华北地区中东部SQ3-TST（寒武系崮山组—长山组）岩相古地理图
7）凤山期。地层北厚南薄。北侧泥岩、泥质灰岩发育，开阔碳酸盐岩台地特征明显。南部钙镁质碳酸盐岩为主，云坪发育，局限台地环绕云坪呈带状分布（图3-3-16）。
图3-3-16 华北地区中东部SQ3-HST（寒武系凤山组）岩相古地理图
（2）奥陶纪沉积体系平面展布
1）冶里期。沉积格局类似凤山期，地势南高北低。南侧发育局限台地和云坪沉积，北侧的开阔台地向东呈退缩趋势（图3-3-17）。
2）亮甲山期。沉积格局变化明显，钙镁质潮坪沉积占据中南部的大片地区，开阔台地沉积仅见于研究区北东部（图3-3-18）。
3）下马家沟期早期。海侵范围明显扩大并向南推移，特别是局限台地相和开阔台地相的边界明显南移（图3-3-19），相带分布格局较为简单。
4）下马家沟期晚期。地势南北高、中间低。南北两侧以局限碳酸盐岩台地为主，中部为开阔碳酸盐岩台地（图3-3-20）。
5）上马家沟期早期。沉积体系展布与下马家沟期晚期相似，但相变相对较复杂（图3-3-21）。
6）上马家沟期晚期。沉积格局明显改变，白云岩几乎覆盖全区，局部地区泥灰岩发育，反映全区以局限台地和潮坪沉积环境为主（图3-3-22）。
7）峰峰期。地层保留有限，以潮坪和局限台地为特征（图3-3-23），沉积相自西向东依次出现开阔台地、局限台地、灰坪和云坪。
图3-3-17 华北地区中东部SQ4-TST（奥陶系冶里组）岩相古地理图
图3-3-18 华北地区中东部SQ4-HST（奥陶系亮甲山组）岩相古地理图
图3-3-19 华北地区中东部SQ5-TST（奥陶系下马家沟组下部）岩相古地理图
图3-3-20 华北地区中东部SQ5-HST（奥陶系下马家沟组中—上部）岩相古地理图
图3-3-21 华北地区中东部SQ6-TST（奥陶系上马家沟组下部）岩相古地理图
图3-3-22 华北地区中东部SQ6-HST（奥陶系上马家沟组中—上部）岩相古地理图
图3-3-23 华北地区中东部SQ7（奥陶系峰峰组）岩相古地理图