地质发展
济宁境内地质发展过程既与华北地质历史相一致，又有其区域特征。地壳形成经历了前古生代、古生代、中生代、新生代四大地质年代。
前古生代（太古代和元古代）起点约45亿年前，延续约39亿～40亿年，是地壳形成的初始阶段。前震旦纪时期，地壳尚不坚固，岩浆活动频繁，地壳运动强烈，褶皱、断裂和大面积区域变质伴随震荡而发生。在此期间，境内形成了以泰山群变质岩为主的基底地层，同位素年龄约27亿年。震旦纪，吕梁运动后，境内地壳趋稳固，但地形高低悬殊，山峰谷地发达，再经早、中震旦世海进和晚震旦世海退大规模反复升降震荡、数亿年的沉积、剥蚀和堆积，地势又变得相对低平。
古生代 起点约5.7亿年前，延续约3.4亿年，是海陆交替、生命繁衍的年代，又是境内地域重要的集中造煤的时代。早古生代，境内随同华北大地频繁升降，大致经历了早寒武世至中奥陶世海侵再到晚奥陶世海退的过程。海侵期，地表接受沉积，泰山群地层之上形成寒武系和奥陶系下、中统石灰岩地层；海退期，陆地抬升，面积扩大，地表长期（晚奥陶世至晚志留世）遭受风化剥蚀，陆地准平原化，因此缺失上奥陶统和志留系地层。晚古生代，是境内地质史上海洋向陆地转化的重大变迁时期。初期，从泥盆纪至石炭纪早期，陆地继续抬升，剥蚀和准平原化相以为继，故而缺失泥盆系直至下石炭统地层；中期，即石炭纪中晚期，陆地复转下降，接受海陆交互相沉积，形成的中、上石炭统，并夹杂含煤层；后期，从二叠纪始，随同华北整体上升，地表被风化剥蚀，经陆相沉积形成整合于石炭系之上的二叠系地层，同时还在一些盆地、湖泊、沼泽等低洼区形成巨厚的含煤地层。
中生代 起点约2.3亿年前，延续约1.63亿年，是风化剥蚀加剧、陆相沉积旺盛、地质构造始成的年代。三叠纪末印支运动后，海水从华北完全退出，彻底结束震旦纪以来的海侵。中生代中晚期，境内发生地质史上最为强烈的地壳运动和最为广泛的岩浆活动。地壳断裂、盖层断块及褶皱使境内的东部、北部及西部再度隆起或抬升形成低山丘陵区，整个鲁南台隆区呈现穹隆状，中、南部复又下降形成断裂凹陷带，从北向南汶泗凹陷、济宁凹陷、鱼台凹陷依次排列，滋阳背斜、兖州向斜首尾相接。岩浆侵入形成岩浆岩的同时又使局部基岩发生深度接触变质，变成新的变质岩地层。燕山运动期间，境内许多盆地、谷地接受大量陆相沉积，形成以碎屑岩、砂岩为主并夹页岩的侏罗系巨厚地层。
新生代 起点约6700万年前。新生代古纪中晚期的喜马拉雅山运动对境内地质构造和地形地貌亦有重大影响，主要表现为东北部隆起的山地随泰山、沂山一起继续上升，峄山断裂以西的中、南部地区继续下降，并在泗河谷地上沉积巨厚古近纪地层，其他构造区也分别有陆相、河流相、湖沼相沉积物发育。
地层构造
地层 济宁市隶属于华北地层大区鲁西地层分区，境内各界地层均有发育，但沉积不连续，系、统有缺失，按其地质时代由老到新为：太古代泰山岩群、济宁群，古生代寒武—奥陶纪、石炭—二迭纪地层，中生代侏罗纪地层、新生代古近纪、第四纪地层。
泰山岩群 主要零星出露于泗水、邹城市东南部及汶上县东北部，在太古代侵入岩中呈残留体分布，岩性为角闪片岩、斜长角闪岩等。另外在汶上县北部及金乡县西北部的地下埋藏有较大面积的泰山岩群，岩性以黑云变粒岩为主，夹磁铁石英岩等，2010年前后在上述区域发现泰山岩群内赋存的铁矿体。
济宁群 仅见于兖州区颜店—翟村一带，埋深在1039米之下，岩性为一套绿片岩相浅变质岩系。岩性主要为含铁绿泥绢云千枚岩、磁铁石英岩等，为铁矿赋矿层位。2010年前后在该套地层中发现大型铁矿床。
寒武系 主要分布于泗水县南部、邹城市东南部及西南部，嘉祥县纸坊、梁山城区等有小面积出露。其他均隐伏于第四系之下。岩性主要为泥质条带灰岩、鲕粒灰岩及页岩等。
奥陶系 在泗水南部、嘉祥南部、邹城西南部均有出露，嘉祥北部、邹城市西部、兖州西部均隐伏于第四系之下。岩性为厚层灰岩、白云岩及泥质灰岩等。
石炭系 除在泗水泉林和曲阜八宝山有零星出露外，主要隐伏于中西部中新生代地层之下，不整合于奥陶系之上。岩性为灰色、紫红色页岩、砂岩、泥岩夹中厚层状灰岩及薄煤层。
二迭系 均隐伏于西部的凹陷断块中部，整合于石炭系之上。下部岩性主要为灰白、深灰色泥岩、页岩夹灰岩及煤层；上部主要为紫红色砂岩、泥岩。
侏罗系 分布与二叠系相近，不整合于二叠系之上，顶板埋深100～500米。岩性主要为紫红色砂岩、砾岩、杂色泥岩。
古近系 分布于汶泗断块凹陷地带，只在泗水泉林—柘沟—曲阜董庄一线及汶上县中部出露，岩性为紫红色砂岩，粉砂岩、砾岩。
新近系和第四系 为未固结的松散沉积物，广泛发育于中、西部平原区和东部山间洼地及河谷地带。岩性为黏性土、粉砂、中细砂和粗砂等。
构造 境内地质构造单元属华北板块鲁西地块之鲁西南潜隆起区，地质构造始成于中生代中、晚期的燕山运动，完成于新生代第三纪的喜马拉雅山运动。区内构造较复杂，以断裂为主，主要发育有近东西向和近南北向两组。除东部山区可见外，其余均隐伏于第四系之下。近东西向大型断裂有汶泗断裂、郓城断裂、菏泽断裂、凫山断裂、鱼台断裂。近南北向的大型断裂有巨野断裂、嘉祥断裂、孙氏店断裂、峄山断裂。它们构成了这一地区断裂构造的基本格架，控制着区域地层的展布和地形地貌、地质遗迹的形态和遗存。
岩浆岩 岩浆岩类岩石主要分布在济宁市东部和北部地区，多以侵入体的形式产出，形成于新太古代、中元古代和中生代等。新太古代岩浆岩最为发育，在泗水、曲阜及邹城呈大面积分布，在微山南部及汶上北部局部出露。岩石类型为由石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等组成的中酸性岩浆岩。中元古代岩浆岩分布局限，仅在邹城、泗水的个别地方呈脉状出露，岩性为辉绿岩。中生代岩浆岩主要分布在汶上县北部及微山县郗山一带，岩石类型主要为闪长岩、石英正长岩、碱性花岗岩等。中生代岩浆岩是与内生金属矿产较为密切的岩浆岩类。
第一节 地质
地质发展
济宁境内地质发展过程既与华北地质历史相一致，又有其区域特征。地壳形成经历了前古生代、古生代、中生代、新生代四大地质年代。
前古生代（太古代和元古代）起点约45亿年前，延续约39亿～40亿年，是地壳形成的初始阶段。前震旦纪时期，地壳尚不坚固，岩浆活动频繁，地壳运动强烈，褶皱、断裂和大面积区域变质伴随震荡而发生。在此期间，境内形成了以泰山群变质岩为主的基底地层，同位素年龄约27亿年。震旦纪，吕梁运动后，境内地壳趋稳固，但地形高低悬殊，山峰谷地发达，再经早、中震旦世海进和晚震旦世海退大规模反复升降震荡、数亿年的沉积、剥蚀和堆积，地势又变得相对低平。
古生代 起点约5.7亿年前，延续约3.4亿年，是海陆交替、生命繁衍的年代，又是境内地域重要的集中造煤的时代。早古生代，境内随同华北大地频繁升降，大致经历了早寒武世至中奥陶世海侵再到晚奥陶世海退的过程。海侵期，地表接受沉积，泰山群地层之上形成寒武系和奥陶系下、中统石灰岩地层；海退期，陆地抬升，面积扩大，地表长期（晚奥陶世至晚志留世）遭受风化剥蚀，陆地准平原化，因此缺失上奥陶统和志留系地层。晚古生代，是境内地质史上海洋向陆地转化的重大变迁时期。初期，从泥盆纪至石炭纪早期，陆地继续抬升，剥蚀和准平原化相以为继，故而缺失泥盆系直至下石炭统地层；中期，即石炭纪中晚期，陆地复转下降，接受海陆交互相沉积，形成的中、上石炭统，并夹杂含煤层；后期，从二叠纪始，随同华北整体上升，地表被风化剥蚀，经陆相沉积形成整合于石炭系之上的二叠系地层，同时还在一些盆地、湖泊、沼泽等低洼区形成巨厚的含煤地层。
中生代 起点约2.3亿年前，延续约1.63亿年，是风化剥蚀加剧、陆相沉积旺盛、地质构造始成的年代。三叠纪末印支运动后，海水从华北完全退出，彻底结束震旦纪以来的海侵。中生代中晚期，境内发生地质史上最为强烈的地壳运动和最为广泛的岩浆活动。地壳断裂、盖层断块及褶皱使境内的东部、北部及西部再度隆起或抬升形成低山丘陵区，整个鲁南台隆区呈现穹隆状，中、南部复又下降形成断裂凹陷带，从北向南汶泗凹陷、济宁凹陷、鱼台凹陷依次排列，滋阳背斜、兖州向斜首尾相接。岩浆侵入形成岩浆岩的同时又使局部基岩发生深度接触变质，变成新的变质岩地层。燕山运动期间，境内许多盆地、谷地接受大量陆相沉积，形成以碎屑岩、砂岩为主并夹页岩的侏罗系巨厚地层。
新生代 起点约6700万年前。新生代古纪中晚期的喜马拉雅山运动对境内地质构造和地形地貌亦有重大影响，主要表现为东北部隆起的山地随泰山、沂山一起继续上升，峄山断裂以西的中、南部地区继续下降，并在泗河谷地上沉积巨厚古近纪地层，其他构造区也分别有陆相、河流相、湖沼相沉积物发育。
地层构造
地层 济宁市隶属于华北地层大区鲁西地层分区，境内各界地层均有发育，但沉积不连续，系、统有缺失，按其地质时代由老到新为：太古代泰山岩群、济宁群，古生代寒武—奥陶纪、石炭—二迭纪地层，中生代侏罗纪地层、新生代古近纪、第四纪地层。
泰山岩群 主要零星出露于泗水、邹城市东南部及汶上县东北部，在太古代侵入岩中呈残留体分布，岩性为角闪片岩、斜长角闪岩等。另外在汶上县北部及金乡县西北部的地下埋藏有较大面积的泰山岩群，岩性以黑云变粒岩为主，夹磁铁石英岩等，2010年前后在上述区域发现泰山岩群内赋存的铁矿体。
济宁群 仅见于兖州区颜店—翟村一带，埋深在1039米之下，岩性为一套绿片岩相浅变质岩系。岩性主要为含铁绿泥绢云千枚岩、磁铁石英岩等，为铁矿赋矿层位。2010年前后在该套地层中发现大型铁矿床。
寒武系 主要分布于泗水县南部、邹城市东南部及西南部，嘉祥县纸坊、梁山城区等有小面积出露。其他均隐伏于第四系之下。岩性主要为泥质条带灰岩、鲕粒灰岩及页岩等。
奥陶系 在泗水南部、嘉祥南部、邹城西南部均有出露，嘉祥北部、邹城市西部、兖州西部均隐伏于第四系之下。岩性为厚层灰岩、白云岩及泥质灰岩等。
石炭系 除在泗水泉林和曲阜八宝山有零星出露外，主要隐伏于中西部中新生代地层之下，不整合于奥陶系之上。岩性为灰色、紫红色页岩、砂岩、泥岩夹中厚层状灰岩及薄煤层。
二迭系 均隐伏于西部的凹陷断块中部，整合于石炭系之上。下部岩性主要为灰白、深灰色泥岩、页岩夹灰岩及煤层；上部主要为紫红色砂岩、泥岩。
侏罗系 分布与二叠系相近，不整合于二叠系之上，顶板埋深100～500米。岩性主要为紫红色砂岩、砾岩、杂色泥岩。
古近系 分布于汶泗断块凹陷地带，只在泗水泉林—柘沟—曲阜董庄一线及汶上县中部出露，岩性为紫红色砂岩，粉砂岩、砾岩。
新近系和第四系 为未固结的松散沉积物，广泛发育于中、西部平原区和东部山间洼地及河谷地带。岩性为黏性土、粉砂、中细砂和粗砂等。
构造 境内地质构造单元属华北板块鲁西地块之鲁西南潜隆起区，地质构造始成于中生代中、晚期的燕山运动，完成于新生代第三纪的喜马拉雅山运动。区内构造较复杂，以断裂为主，主要发育有近东西向和近南北向两组。除东部山区可见外，其余均隐伏于第四系之下。近东西向大型断裂有汶泗断裂、郓城断裂、菏泽断裂、凫山断裂、鱼台断裂。近南北向的大型断裂有巨野断裂、嘉祥断裂、孙氏店断裂、峄山断裂。它们构成了这一地区断裂构造的基本格架，控制着区域地层的展布和地形地貌、地质遗迹的形态和遗存。
岩浆岩 岩浆岩类岩石主要分布在济宁市东部和北部地区，多以侵入体的形式产出，形成于新太古代、中元古代和中生代等。新太古代岩浆岩最为发育，在泗水、曲阜及邹城呈大面积分布，在微山南部及汶上北部局部出露。岩石类型为由石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等组成的中酸性岩浆岩。中元古代岩浆岩分布局限，仅在邹城、泗水的个别地方呈脉状出露，岩性为辉绿岩。中生代岩浆岩主要分布在汶上县北部及微山县郗山一带，岩石类型主要为闪长岩、石英正长岩、碱性花岗岩等。中生代岩浆岩是与内生金属矿产较为密切的岩浆岩类。