境内各界地层均有发育，但沉积不连续，系、统有缺失，从老到新为：前古生界地层，
古生界寒武、奥陶、石炭、二叠系地层，中生界侏罗系地层、新生界第三、第四系地
层。各界地层岩石种类、性质不同，其埋藏、出露、分布状况亦有明显的区域差别。
前古生界
泰山群是境内的基底地层，厚达6600～8900米，分布于全境。此地层中、西部隐
伏，东部出露，大面积连续出露于邹县东部、泗水县南部以及曲阜、泗水县北部边缘，
汶上县东北部边缘亦有小面积露头。岩石主要为中高级变质的泰山群杂岩，其次为太
古代早期和燕山期侵入的岩浆岩。邹东泗南区出露的山草峪组，以灰黑色黑云变粒岩
为主，次为灰白色黑云母质条带状、斑状混合岩及均质混合岩，同位素年龄24.6亿年，
厚约2300米；区内侵入岩，为大量肉红色斜长花岗岩及少量角闪石岩；此外，尼山以
东变质岩中有大量石英脉，微山县郗山还有碱性岩体侵入。曲、泗北缘出露的太平顶
组变质岩，以灰黑色黑云斜长片麻岩为主，次为灰白色黑云母质条带状、斑状混含岩、
均质混含岩等； 并有燕山期肉红色花岗斑岩、 灰白色变伟晶岩脉侵入；同位素年龄
23.2亿年，岩层厚度4600米。
古生界
由下古生界的寒武、奥陶系地层和上古生界的石炭、二叠系地层构成。前者分布
范围广泛，大部分隐伏，其区域与埋藏的基底相一致，小部分出露，露头形成尼山、
昌平山、凫山、嘉祥九顶山等灰岩丘陵群及泗河南岸单面山；后者分布范围较小，除
泗水县泉林以东和泗河以北丑村等地有小面积石炭系地层出露外，其余全部隐伏于断
陷盆地和谷地，为境内主要的含煤地层。地层厚度约1500米。
寒武系下寒武统馒头组岩石为薄层灰岩，泥灰岩夹页岩，顶部为鲜红色易碎页岩，
含中华莱得利虫、 尹氏虫等化石，厚80～170米；毛庄组岩石为紫色页岩，夹鲕状灰
岩、竹叶状灰岩等，含山东盾虫等化石，厚20～80米。中寒武统徐庄组岩石为暗紫色
黄绿色页岩夹少量薄层灰岩， 顶部为砂质灰岩，含华雷氏虫等化石，厚55～145米；
张夏组岩石为厚层鲕状灰岩，豹皮状灰岩和结晶灰岩夹海绿石灰岩，含德氏虫、小裂
头虫等化石，厚190～225米。上寒武统崮山组岩石为中、薄层灰岩和扁豆体疙瘩状灰
岩等，含蝙蝠虫、蝴蝶虫等化石，厚55～70米；长山组岩石为中、厚层灰岩，竹叶状
灰岩，泥质条带状灰岩夹页岩，含蒿里山虫、长山虫等化石，厚35～75米；凤山组岩
石为中、厚层灰岩，砾状灰岩，泥质条带状灰岩，豹皮状灰岩等，含方头虫、褶盾虫
和济南虫等化石，厚80～130米。
奥陶系下奥陶统冶里-亮甲山组岩石为厚层含燧石结核白云质灰岩和中、 厚层白
云质灰岩， 厚40～137米。中奥陶统马家沟组岩石分为六段：一、三段为泥灰岩，角
砾状泥灰岩及少量白云质、泥质灰岩；五段为白云质灰岩；二、四、六段为厚层纯灰
岩、豹皮状灰岩及少量白云质灰岩。含珠角石、灰角石等化石，厚580～775米。
石炭系上石炭统本溪组岩石以灰色页岩为主夹灰岩及薄煤层，底部夹有铝土页岩，
含蜒、腕足类化石，厚50米左右。上石炭统太原组岩石为灰色砂岩、页岩互层，薄层
灰岩夹数层煤，含腕足类、羊齿类等化石，厚130米。
二叠系下二叠统山西组岩石为砂岩、砂质页岩、粘土质页岩及泥质页岩夹数层煤，
含羊齿化石，厚60～80米。上二叠统上石盒子组岩石为砂岩、页岩互层，含羊齿化石，
厚约90米。
中生界
境内仅发育侏罗系地层，侏罗系地层的分布受断裂构造的控制，全隐伏于各断陷
盆地和泗河断陷谷地。 岩石为紫红色细砂岩和砂砾岩，局部有泥灰岩。地层厚度300
～550米，最厚处近800米。
新生界
由第三系和第四系地层构成。第三系地层受断裂构造控制，分布范围较小，主要
隐伏于各断陷区和断陷谷地，泗河谷地北部的柘沟、董庄、泉林等地有小面积出露，
隐伏区地层厚100～600米，泗河谷地厚1200～1800米。第四系地层的分布与现代地形
地貌密切相关，分布范围极大，裸岩区(岩浆岩、灰岩)以外的所有区域几乎全被第四
系沉积物所覆盖，厚度因地而异，河谷平原及山间盆地0～20米，湖东平原50～150米，
湖西平原100～200米，滨湖平原及古湖洼地厚200～450米。
老第三系始新统官庄组岩石为砖红色砂岩，钙泥质胶结砂砾岩及泥岩，局部夹石
膏层。新第三系地层为未固结或半固结河流相砂岩或泥岩。中新统官陶组岩石为白色、
灰绿色含风化状长石松砂岩，灰绿色、黄棕色具光滑压裂面的粘土或亚粘土，顶部发
育钙质土或钙质结核层；上新统明化镇组沉积物为黄绿色、灰绿色粘质砂土、砂质粘
土和中细砂。
第四系地层为未固结的松散岩石矿物颗粒所构成。湖东为地表水和季节河暂时流
水的沉积物，颗粒粗，夹石砾；湖西及湖区则为黄河泛滥冲积物及湖泊静水沉积物，
颗粒细，具层理；山区内沟谷及坡地多为残坡积、坡洪积物，质地粗，砾石多。中、
上更新统地层在平原区隐伏于全新统之下，在山间谷地和山前洪冲积平原覆盖于地表，
沉积物岩性为棕黄色、黄褐色、褐色粘质砂土、砂质粘土、粗砂土、粉砂土间或含钙
质、铁锰质结核的重壤土、粘土。全新统地层覆盖于所有地层之上，裸露于地表。湖
西黄河冲积平原为浅黄色、黄褐色砂质粘土、粘土质砂及粉砂为主，夹黑色淤泥层；
滨湖区为灰褐色重壤土和粘土；古湖洼地区为黑色、暗灰色含砂姜螺壳的黑壤土、粘
土；湖东山前平原为浅棕色、褐色中壤土、轻壤土、砂壤土；山间低平地、坡地为棕
色砾质壤土、石砾土或褐色壤土、粘土；沟谷和河床内底部为粗粒石英砂，中上部为
中砂、细砂和粉砂。