河南省早二叠世太原组沉积区位于华北盆地南部北秦岭褶皱带栾川—固始深断裂以北地区,当时的沉积盆地受华北地块西隆东倾的构造古地理控制,是晚古生代华北陆表海盆地或碳酸盐岩台地沉积的一部分,发育了一套以碳酸盐岩为主夹碎屑岩和煤为特色的陆表海沉积。太原组岩性以灰—深灰色薄—中厚层状生物屑灰岩为主,夹薄—中厚层状的泥岩、泥灰岩、细砂岩、粉砂岩及煤层,局部出现浅灰色厚层中一细粒砂岩、粗砂岩或灰白色石英砂岩,产有丰富的纺锤虫、牙形石、腕足、珊瑚、海百合、双壳类和植物化石等。在沉积序列上,自下而上分为三个岩性段,即①下部灰岩段,主要由4～5层灰岩组成;②中部碎屑岩段,主要由砂、泥岩组成,夹不稳定生物屑微晶灰岩1～3层;③上部灰岩段,含灰岩2～3层,局部可达4～5层。基于地层厚度、碳酸盐岩厚度和砂/泥比等值线的变化趋势分析以及遗迹化石、指相化石和沉积类型的组成与分布特征,可以划分出5种沉积相(潮坪相、潟湖相、障壁岛或砂坝相、局限台地相和开阔台地相)、12种沉积类型、3种沉积组合类型和3种岩相区,包括局限台地—潮坪泥晶灰岩、泥岩相区、开阔台地—潮坪—潟湖灰岩、碎屑岩相区、开阔台地—障壁岛—潮坪灰岩、碎屑岩相区。太原组沉积期的古地理特征表现为:海域分布广泛,海相灰岩几乎遍及全区;海陆边界已向南、向西扩至灵宝—洛宁—嵩县—方城—泌阳一线,该线以西为伏牛古陆,三门峡至济源一线以北为中条古陆,古地势呈现为北西高、南东低,西陡东缓,最大厚度沉积区位于东北部及东部的特点;海水自东和北东两个方向侵入,并自北西向南东方向退去。由于沉积区域内地形比较平缓,海水进退频繁,形成了一套受限陆表海的碳酸盐岩与滨岸潮坪含煤碎屑岩多次交互出现的沉积,在河南省境内滨海平原上的泥炭坪大面积发育,许多地区形成了具有工业价值的可采煤层。