功能區劃
保護區總面積1395公頃。其中，核心區面積476公頃，緩衝區面積516公頃516公頃，實驗區面積403公頃，主要保護對象為標準地質剖面、典型地質構造等地質遺蹟。，實驗區面積403公頃，主要保護對象為標準地質剖面、典型地質構造等地質遺蹟。
範圍在東經119°30'—119°40'，北緯40°02'—40°14'之間，共由4個相對獨立的分區組成：（1）東部落—潮水峪—砂鍋店區，總面積857公頃。東起張岩子村西坡腳，沿280°軸向至東部落村北500米處，南北寬500—900米；再向西，沿近東西走向至石嶺村南500米處，長3750米，南北寬750—2000米；隨後軸向轉為150°，延至砂鍋店村東800米處，長約2000米，寬770米。（2）亮甲山—歡喜嶺—瓦家山區，總面積217公頃。東起亮甲山東坡陡崖處，經歡喜嶺村東至瓦家山村西山樑上，呈“S”形帶狀分布，寬250—850米。（3）黑山窯—大窪山區，總面積155公頃。東起自黑山窯後村西邊，沿295°軸向至大窪山西山坡，長約2500米，寬600—800米。（4）雞冠山區，總面積166公頃。東起自八嶺溝村北西350米處坡腳，向北西向跨越湯河河谷至大平台西側陡崖。
自然環境
柳江盆地位於秦皇島市以北的燕山腳下，六平方公里的盆地內薈萃了數億年的各種地質現象，各地質時代、各種沉積環境的地層出露齊全、層次完整，地層單位界線清楚，化石豐富，是中國華北地區地質構造的縮影；地球上三大岩類在此出露齊全，岩石種類繁多，內外動力地質地貌景觀千姿百態，區內分布著許多大大小小的溶洞，含有大量的 哺乳動物化石；且鄰近海岸，受海陸互動作用，形成了微縮景觀式的地形地貌，具有很強的觀賞價值。
二十世紀七十年代以來，秦皇島柳江盆地就逐漸成為中國有關地學院校和地學科研單位的實習基地和研究基地，因此，柳江盆地又被稱為“地質教育第二課堂”。 區內三大類岩類出露齊全，各時代沉積地層發育完好，地層單位界線清晰，化石豐富多樣。盆地內太古代——新生代地層“五代同堂”，有24 個組級地層單位，2個組級地層單位的建組剖面，以及集中反映區域性地質構造運動的“六大不整合面”，還有各種內外力地質作用形成的具有較高觀賞價值的竹葉灰岩、 藻灰岩，千姿百態的岩溶地貌景觀均為本區珍貴的 地質遺蹟資源。
氣候屬暖溫帶半濕潤大陸性季風型氣候，四季分明， 氣候宜人，光照充足，雨量充沛， 無霜期年均174天，年平均降雨量 744.7毫米。本區年降水量為400——1000毫米。其中70%集中於七、八月份。所以山洪也主要集中在這個時期。
地質特點
地層
柳江盆地為一向斜構造。地層分區屬於華北——東北南部區的燕山分區的山海關小區。區域地層特徵屬典型的華北地台型。前青白口紀的變質岩廣泛分布於盆地的外圍。晚元古界、 古生界則分布於斜的兩翼。 中生界地層與燕遼一帶極為相似，但本區僅見有侏羅系出露與向斜的核部。
岩漿岩
柳江盆地的岩漿岩分為噴出岩和侵入岩兩大類。
（一） 噴出岩：
該區的噴出岩分布廣，厚度大，超過850米。噴出活動主要可分兩期：較早一期在侏羅世，岩性為安山岩，分布於向斜的核部；較晚一期在晚侏羅世，岩性為酸性噴出岩，僅局部分布於向斜的北端和東南邊緣。
（二） 侵入岩：
1.燕山花崗岩：呈岩基產生。主要分布於盆地的整個西部邊緣和東南外援。西部岩基稱為“溫泉堡花崗岩體”。直接與向斜兩翼呈侵入接觸關係，岩體中心相為灰白色中一粗粒鹼性花崗岩。邊緣相為肉紅色中一細粒斑狀花崗岩。東南岩基中心相岩性與西部岩基相同，邊緣相為斑狀細粒石英正長岩。本區所見燕山花崗岩，皆為這兩大岩基的邊緣相。這兩大岩基侵入於侏羅系及其以前的所有地層，同位素年令測定為一億年。形成時代相當於晚白堊世。
2.東翼淺成侵入岩：主要有牛鼻子山正長一二長斑岩岩體及張崖子西南山正長斑岩——閃長珍岩岩體等。這些小岩體產狀為岩株。形成時代的侏羅紀——白堊紀。
其次，本區各種岩性如輝緣岩、閃長珍岩、煌板岩。花崗斑岩等的侵入岩脈。岩床為數眾多，均受構造裂隙控制。大致呈北東——南西走向，北西——南東走向及南北走向。
構造
（一）柳江向斜構造盆地：
柳江盆地所在地區是一個由古老變質岩系所組成（並有廣泛出露）的薊縣~山海關隆起區的邊緣部分發育起來的向斜盆地。晚元古代青白口紀地殼下沉，接受沉積。因此它是晚元古代清白口紀古生代， 中生代地層所組成的向斜構造盆地。
柳江向斜盆地基本上為——南北向延伸的不對稱甚至局部倒轉的向斜，西翼的產狀陡峻，西翼南部秋子谷——山羊寨一帶產狀發生倒轉，而東翼產狀平緩穩定。該不對稱的向斜軸部緊靠西翼。因此出露的地層寬度東翼是西翼的五倍或更多。
柳江向斜的基底為太古代。古老的混合岩。混合花崗岩等變質岩出露於向斜盆地的北部，東部及南部邊緣。在古老變質岩系之上有一不整合面（ 呂梁運動造成的）。其上為晚元古代青白口紀岩系及以後各代地層。在向斜的西部及東南外緣為中生代燕山晚期花崗岩侵入，構成了險要得山地。
柳江向斜分成三個構造分區：
1.柳江向斜東翼區：
東翼占據面積很大，約為整個向斜面積的2/3強。
東翼區的構造特徵是岩層產狀平緩穩定（產狀向西傾角在10度~30度之間）。次生厚度變化小對煤及耐火粘土的開採創造了有利的條件。但東翼小岩株。岩床和岩牆為數很多。多處侵入相對柔軟的煤層。以致使煤層受變質和擾亂，是開採的一個不利因素。斷層多為北西和北東向。以正斷層為主，多是小斷層。
2.柳江向斜西翼區：
由於西部花崗岩侵入造成擠壓，所以西翼地層出露較窄，次生厚度變化大。
西翼取的主要構造特徵是：岩層近南北走向，岩層產狀變化急劇，傾向東，傾角可達70度，甚至直立，倒轉。另一個主要特徵是有幾條南北走向高度角的逆斷層，自西向東上推，延伸很遠。
由於受到強烈的擠壓，岩層厚度變薄，甚至缺失，加上斷層發育。因此，該區少有開採價值的沉積礦床。
3.柳江向斜核部為燕山期，噴發的中性安山岩所占據。往往構成山地，如老君頂，海拔493.7米，形成了地形例置現象。
（二）斷裂構造：本區斷層較發育，類型較多，主要為正斷層與逆斷層，分布於向斜各處。主要斷層有：
1.雞冠山——湯河地塹：
位於雞冠山——上平山之間的湯河河谷中，由幾條近南北向的正斷層組合而成。斷層面傾角大，河谷東側斷層面向西傾，西側斷層西向東傾，湯河河谷就是沿地塹構造中心部位發育的。
2.伍莊——傍水崖斷裂帶：
該斷裂帶發育在柳江向西斜的西翼，西起伍莊，東至傍水崖。有平行的數條斷層出現，形成迭瓦式構造。斷層面多向西傾斜。少數向東傾斜。傾角70o——80o。斷層面呈舒緩波狀，見有擠壓構造透鏡鏡體，構造角礫岩和片理化帶，牽引褶皺斷層和糜棱岩化等現象也較明顯。
3.蘇莊——伍莊——山羊寨逆斷層
該斷層發育在柳江向斜的西翼，走向NE20度，大致平行於向斜軸，是一條走向斷層，沿走向延伸近10公里。斷層東側為下盤，其亮甲山組豹皮灰岩，，斷層兩側為上盤，其張夏組後層狀灰岩。斷頻寬1米左右，中間有細晶閃長岩脈侵入。斷帶中有構造角礫，岩發育和片理化現象，旁側牽引，褶皺也較明顯。
4.牌坊砬子逆斷層：
該斷層觀察點位於伍莊東北500米牌坊 子之廢棄舊礦坑處，斷層北北東向延伸，長達3公里。斷層發育於二迭系地層中，斷層東側為上盤，西側為下盤。上盤為下二迭統，頂部B層耐火粘土和上二迭統含礫粗砂岩，具有明顯的牽引褶皺。下盤為 下二迭統粉砂質頁岩。沿斷層面觀察，見有構造透鏡體及片理化現象。上盤岩層兩組節理髮育。
5.石門寨126.6高地北采坑正斷層：
該 斷層出露在柳江向斜的東翼，位於石門寨東南126.6高地北廢采坑處。斷層走向NE15度，斷層在平面上呈鋸齒狀延伸，在剖面上向東傾，傾角61o。整個斷裂寬頻15米，其中有正長斑岩岩脈侵入。寬約3.5米。斷裂帶中有斷層角礫岩，角礫大小不等，以東岩為主。後期被二氧化矽所膠結形成矽化帶。實出地表面呈鋸齒狀近南北向延伸。斷層延伸有1.5公里。斷層東側為亮甲山組的薄層泥質條帶灰岩夾薄層竹葉狀灰岩，西側為寒武系張夏組的厚層 狀灰岩。
6.石門寨126.6高地南采坑逆斷層。
斷層發育在亮甲山組灰岩中，斷裂面在剖面上呈舒緩波狀。斷層面在剖面上見有大片擦痕、階步，斷層面附近有構造透鏡體和斷層泥發育。斷層的上盤（北西盤）產生次一級的牽引褶皺。該斷層延伸不遠，斷距不大。
構造發育史
柳江盆地於晚元古代發生海進。在長期風化侵蝕的古老變質岩繫上開始接受沉積。直至 古生代，沉積了厚度較大的地層。與華北廣大地區一樣，在這段時期內曾有過長短不等的上升侵蝕期。如在清白口紀和下寒武世之，中奧陶世和中石碳世之間都曾發生過沉積間斷。上述時期柳江盆地古地理環境隨有過海、陸地明顯變遷。但地殼運動主要表現為平穩的升降運動。所以該時期的地層之間的接觸關係都是整合或平行不整合接觸關係。
自中生代初期起，經歷的構造變動性質與古生代不同。這個時期的構造變動使晚元古代、古生代地層強烈、褶皺、斷裂。二迭紀末，本區發生強烈構造運動。形成了柳江向斜的雛形。導致侏羅系以角度不整合復蓋在古生界之上。這次構造變動之後，本區產生地形上的差異，北高南低，導致二迭系地層愈向北受侵蝕愈強，甚至局部無有蝕余。侏羅系直接超復於石炭系或奧陶系之上。
在下侏羅統下部岩層沉積後，又有一次構造變動。使下侏羅統下部岩層發生變形，改變了盆地沉積中心。所以下侏羅統上部岩層明顯地區域性起超復於下部岩層之上。在西翼則超出下部岩層的沉積範圍。而角度不整合於古生界之上。由此推知，此時的柳江向斜以具不對稱形態。兩翼很陡，東翼開闊平。中侏羅世，柳江盆地再次發生強烈構造變動。伴有多次連續和猛烈的火山噴發。所以在向斜的核部形成了大面積的中性火山岩層不整合超復在下侏羅統之上。局部超復於二迭系，奧陶系之上。
白堊紀燕山晚期的溫泉堡花崗岩基侵入形成的擠壓力。使不對稱的柳江向斜形態更進一步加劇。並引起了西翼自西向東逆的一系列南北斷層和西翼地層產狀的局部。新生代特別第四紀以來。本區有明顯的上升運動。全區遭受剝蝕。因此，山區河谷有階梯地形成。全新世以來，由於冰後期海侵。在現在沿海地區形成了一些海積和 海蝕地形形態。
管理狀況
本區是中國最早開展地質調查研究工作的地區之一，其研究歷史達一百多年，許多大專院校、科研院所和生產單位，通過在本區的工作，取得了豐碩成果。不計其數的地質前輩由此邁入神聖的地堂殿堂，而成為知名的專家學者。本區素來享有地學研究“天然實驗室”和地質學家成長“搖籃”的美譽，每年都有數十所大專院校及科研單位在此進行教學實習和科學研究。
河北省人民政府1999年批准建立“秦皇島柳江盆地地質遺蹟省級自然保護區”。保護區隸屬河北省國土資源廳，2000年成立了保護區管理處，主要從事地質遺蹟保護與研究，面積1395公頃，其中核心區面積476公頃，占保護區面積34.12%。人員編制15人，目前人員總數6人，其中：中級以上技術人員2人；巡護人員5人。按照國家自然保護區管理條例，由柳江盆地地質遺蹟自然保護區管理處負責管理。
在各級政府的高度重視和大力支持下，保護區建設的各項工作取得了很大進展，省級自然保護區的建設基本完成，從而使柳江盆地地質遺蹟這份大自然賜予人類的彌足珍貴的自然遺產依法得到了有效保護。
旅遊資源
柳江國家地質公園遺蹟豐富，完整且系統地保存了華北地區從元古至今20億年地殼演化、地理環境變遷和生物演化史，被譽為“華北地區地質演化的教科書”。是中國規模最大的地學教學野外實習基地。公園距秦皇島市區12公里，以柳江盆地為中心，由地質遺蹟景觀區、地質地貌景觀區和人文歷史景觀區組成，占地186平方公里。公園裡的 長城、 祖山、燕塞湖等都是極具觀賞價值的風景區。
地質公園以古生物化石、地層遺蹟、岩溶地貌和 花崗岩地質地貌為特色。地質公園的核心部分， 位於秦皇島市區以北的柳江盆地，其南緣距秦 皇島市12km，有240km2，包含了對追溯地質歷史具有重大科學價值的典型層型剖面、生物化石組合帶地層剖面、岩性岩相建造剖面及典型地質構造剖面和構造形跡， 內容豐富，為國內罕見。其內三套地層及三大岩類分布廣泛，均為自然露頭，地層完整，界限清楚，岩類齊全，化石豐富，沉積構造發育，被公認為“天然地質博物館”。構造類型多種多樣。不同規模的褶皺、不同級別的斷裂以及揉皺、牽引、裂隙、岩脈充填等巨觀、微觀構造發育，形跡清晰。多種類型的構造形跡對研究區域地殼運動發展史具有重要的意義。還有金屬、非金屬礦化、礦點；岩溶作用形成的象鼻山、 溶洞、天井、 石芽、溶溝等；流水作用形成的離堆山、跌水、河流階地等其他地質遺蹟。國家地質公園內薈萃了眾多的內生、外生礦床，但大多因規模小而不宜開採，卻適於科普教學，其成因分析具有重要的地學意義。第四系洞穴堆積，可以使人們了解史前生物群落、生境及生物演化，是重要的科研、科普基地。距今25～16億年間混合花崗岩構成了 北戴河、 山海關著名旅遊區的地質背景;距今5.4～2.5億年間古海洋中沉積物石灰岩形成了象鼻山、溶洞等華北罕見的岩溶地貌；距今2.5億年～6500萬年間的中生代花崗岩山體高大雄偉，陡峭險峻，形成了山地旅遊景觀；現代海洋地質作用形成了我國最大的沿海沙丘和瀉湖，形成了各種海蝕、海積地貌景觀。
交通狀況
境內有京哈、京秦、大秦、秦青（地方）4條鐵路。京秦高速公路在境內通過，京瀋高速公路穿越撫寧境內35.1公里(茶棚－永寧寨)、北戴河連線線12.1公里。
