一、地层
山亭区地层属华北型沉积，岩层从老到新发育有：太古界泰山群，古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系。此外，还有侵入岩，主要为太古界早期及燕山期两次岩浆活动的产物。
泰山群，为变质岩系组成。主要岩性为黑云母斜长片麻岩，眼球状混合岩，斑状混合岩等，俗称老地层，分布在店子、冯卯、水泉、辛召、徐庄北部及北庄一带，该岩层为本区古老的结晶基底。寒武系，其地层在本区分布最广，发育较全，为一套沉积岩层所组成。该层分上中下统七个组。下寒武统，镘头组下部为厚层状灰岩，豹皮状灰岩；中部为薄层状灰岩与页岩互层；上层为暗紫色等杂色页岩为主，其顶为鲜红易碎页岩与毛庄组分界。厚度为100—154.5米。主要分布在水泉、冯卯、徐庄、北庄、东凫山等地。下部灰岩在辛召一带常呈帽顶状出现在山头。毛庄组出露位置基本同镘头组。岩性主要为暗紫色含云母碎片砂质页岩并夹有多层薄层灰岩及小鲕状灰岩，底部为一层厚一米左右的水绿色含砾灰岩，厚50—60米。中寒武统，徐庄组紫色及杂色砂质云母岩与厚层状砂质灰岩互层，夹有钙质砂岩，具明显斜交层理。厚50—76米，主要分布在徐庄、北庄、傅庄、东凫山、山亭北部及桑村东南上黄沟一依山口一带。张夏组主要分布在张庄、傅庄、半湖、北庄及徐庄西部、山亭北部等地，该层多呈帽顶状分布在山顶、岩性为厚岩巨厚层状鲕状灰岩，泥质条带及豹皮状灰岩，夹有多层结晶灰岩，薄层状灰岩。产状平缓，厚200—230米。上寒武统，崮山组岩层下部为薄层状泥质条状灰岩，疙瘩状灰岩，竹叶状灰岩夹黄绿状灰岩。中、上部为中厚层状灰岩，薄层条带鲕状灰岩。顶部为一层粗粒结晶灰岩与长山组分界。厚度57—74米。主要分布在西集、张庄、北庄、山亭南部和城头东部等地，岩层产状较平缓，倾角一般为5—10度。长山组分布范围同崮山组，呈条带状，分布在山亭以南，张庄以北地段，岩层较平缓，倾角为5—10度。岩性上部以灰色中厚层灰岩为主，夹有鲕状岩及带紫色氧化圈的竹叶状灰岩，下部以薄层泥质条带灰岩，板状灰岩为主，夹有竹叶状灰岩及页岩。厚度46—72米。凤山组主要分布在山亭以西、以南及西集北部、南部地区。主要岩性上部为灰色厚层状白云岩和白云质灰岩灰质白云岩；中部为灰色中厚层状白云质灰岩及大涡卷状灰岩夹薄层泥质条带状灰岩；下部为灰色厚层、中厚层状灰岩，泥质条带状灰岩夹有大竹叶状灰岩。厚度为121—126.18米。奥陶系，仅在西集、艾湖山间盆地中，呈小面积出露。总厚度为557.7—619.5米。下奥陶统，冶里——亮甲山组，冶里组为黑白色中厚层细粒结晶白云岩，小竹叶状白云岩。亮甲山组为中厚层状灰白色白云岩，含白色燧石结构条带。厚53.5—70.8米。中奥陶统，马家沟组，该组据岩性组合分为六段，本区缺失第六段。第一段，岩性以泥灰质角砾岩、白云岩、泥质灰岩为主，底部有一层15质页岩，厚约24—75米，此段在西集南庄及北官庄等地零星出露，大部分被第四系覆盖。第二段，岩性以青灰色中厚层灰岩为主，夹有薄层状泥质灰岩，豹皮状灰岩，厚116米。此段在西集附近有所出露，多被第四系覆盖。第三段，岩性以泥灰岩、泥灰质角砾岩为主，夹有白云质灰岩，厚度39.0—85.0米，第四段，岩性为深灰色，灰色厚层状灰岩，豹皮状灰岩，质纯性脆，下部含燧合结核，厚227.0米。该层隐伏在第四系以下，地表未出露。第五段，岩性为白云质灰岩，灰质白云岩为主，夹有泥灰岩，厚约88米。第四系，主要出露在山间盆地，山前山脚地带，大部分为中上更新统的残积——坡积和坡积——洪积沉积物。岩性为棕色黄褐色粘土，山前地带粘土中含有铁锰结核，在现代河床两侧及冲沟中分布有全新统冲积——洪积物的亚粘土，亚砂土及砂砾石等，厚一般小于10米。
二、侵入岩石
山亭区是枣庄市北部的低山丘陵区，侵入岩也正覆盖在此。岩石类型以中酸性为主，基性岩石出露甚少。火成岩，主要为太古界泰山群侵入岩和中生界燕山期侵入岩。岩性以中酸性为主。泰山期主要岩性为黑云母斜长花岗岩及片麻状花岗岩，产状多为岩脉、岩株。分布在长龙断裂以北冯卯、店子、水泉、辛召石嘴子等地。燕山期侵入岩主要为花岗斑岩，产状为岩穹岩床、岩脉，分布在城头、桑村、北庄等地。此外，在张庄东至徐庄水门口一带沿NE20°方向侵入于中上寒武统地层中，形成宽3—6米的岩脉。侵入岩时代分为泰山期和燕山期两期。
泰山期侵入岩侵入太古界地层中，呈岩基产状。出露位置在山亭、北庄一线以北，呈西北、东南向带状分布。另一条出露于半湖一线，呈东北、西南向带状分布。岩体主要是黑云母斜长花岗岩，矿物成份有黑云母、角闪石、斜长石、石英、绿帘石等。侵入岩与围岩混合，形成变质花岗岩，如片麻状花岗石等。
燕山期侵入岩分早、晚两期。早期侵入岩在枣庄地区没有出露。晚期侵入岩有零星分布，呈岩株产状。酸性岩类有似斑状二长花岗岩，中细粒花岗岩在桑村盆地南，东边缘有较多的出露。在长龙断裂带的北侧有零星地侵入于泰山期侵入岩体内。碱性岩类有黑云辉石正长岩，角闪正长斑岩，含石英角闪正长岩，含霓辉石正长斑岩等，岩石为灰浅灰红色，斑状结构，块状构造，产状有岩墙、岩床等，出露在长龙断裂北侧。
三、地质构造
山亭区在大地构造上属鲁南台背斜之南翼，构造较复杂。在历次的造山运动中岩层发生了断裂和褶皱，断裂为主，褶皱次之。
褶皱。其构造发育一般，较大的褶皱有：羊庄向斜盆地、桑村穹窿和艾湖向斜。羊庄——西集向斜构造盆地，该向斜轴部在羊庄至西集地段，呈东西向展布，东西长20千米，南北宽12千米，呈椭圆形，面积为559.0平方千米，周围岩层均向盆地腹地倾斜，岩层倾角5—12度，周围分布着由变质岩至中奥陶统石灰岩，大部分岩石裸露。桑村穹窿位于桑村至城头之间，中心在桑村后王庙一带，地层由泰山期的变质岩系组成。寒武系地层绕穹窿呈环带状分布，倾向四周，倾角15—25度。艾湖至山亭向斜，该向斜在山亭至桑村之间，轴部在艾湖附近。该部地层为下奥陶统白云质灰岩及白云岩类，翼部均为上寒武统之石灰岩类，岩石均向中部倾斜，倾角6—10度。向斜的西翼即为桑村穹窿构造的东翼，两构造紧密相连。
断裂。据不完全统计，全区断裂构造长度大于2千米的有70余条，大多数属高度角的正断层，力学性质多属压扭性质构造，其中较大的断裂有长龙断层，葡萄山口断层，上黄沟至东凫山断层，朴山前至西马庄断层、上辛庄至马头断层等。长龙断层位于本区中部，走向280—310度倾向西南，倾角70—85度，呈北西向展布。断层面陡立平直，或呈舒缓波状，常形成陡崖。断距由东向西增大，200—600米。断层带宽几米至几十米。由于该断层规模大，将本区分割成南北两个地质体。断层北盘上升，为古老变质岩系地层，南盘下降，为古生界石灰岩系地层，并在南盘发育有平行于主断面的次级断层数条，在断层带可见到断层泥，摩棱岩，角砾岩等，该断层具有两期活动，具有张扭和压扭性质。该断层西交峄山断裂，从冯卯乡九老庄入境，向东经城头马山头，水泉长城，山亭官庄至徐庄崩里，东柿行出境，全长38千米；葡萄山口断层，该断层走向290—310度，基本平行长龙断裂，断层面倾向西南，倾角为60—70度。两盘落差200—350米，破碎带宽由20米至上百米，带内有角砾岩、破碎岩、摩棱岩等。两盘岩层在平面上有明显的牵引褶曲，逆冲断层等。其北盘为古生界中上寒武统石灰岩类，南盘岩性为上寒武统至奥陶系白云质灰岩类。该断层结构面力学性质较复杂，是多次构造运动的产物，具压、扭、张三种力学性质。断层从肖半山入境，向东南经马头、官庄、西凫山由银井庄出境，全长11.5千米。上黄沟至东凫山断层走向葡萄山口断层基本平行，倾向西南，倾角为80度。断层带内岩层直立，呈挤压状态，两侧岩层常见牵引褶曲，属压扭性质。从傅庄至下河口段，此断层沿鸡子谷背斜轴发育，构成背斜的低序次构造。该断层在区内，全长21千米，在张庄北紫草峪附近被南北向断层错开。马头至上辛庄断层，该断层走向0—15度，北起水泉乡上辛庄南至马头，全长24千米。断层倾向东，倾角75度左右，破碎带宽约10米。断层面陡立光滑，带内岩层挤压较重，局部呈镜面状，沿走向和倾向呈舒缓波状，断面见有水平和倾斜擦痕，具东盘北推，西盘南移的左行压扭性质。该断层在岩底至山亭段出露，但不明显。
东江——响泉，朴山前——西马庄断层，两断层沿走向互相平行，一般60—90度，倾斜相对，向北呈弧性展布。断层面可见垂直擦痕，局部可见断层角砾岩。断层两盘岩层有明显牵引现象，具压扭性质，在平面上两断层向西撒开，向东收敛的“帚状”构造，为长龙断裂的次级构造，两断层收敛部位构造裂隙发育，在徐庄西部张夏灰岩中，形成流量每日1000—3000立方米响水泉群及旱河子泉群。
山亭凸起位于峄山断裂以东、枣庄断裂以北的区域，燕山期断层抬升，后期有较强的浮动。在整体抬升中存在着上升幅度的差异。相对下降区形成凹陷，有羊庄凹陷，艾湖凹陷等。相对上升区形成凸起。有桑村凸起，北山凸起等。山亭凸起形成时代较早，后期一直处于上升阶段，地层出露仅限于下古生界及泰山群。
第一节 地质
视图
一、地层
山亭区地层属华北型沉积，岩层从老到新发育有：太古界泰山群，古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系。此外，还有侵入岩，主要为太古界早期及燕山期两次岩浆活动的产物。
泰山群，为变质岩系组成。主要岩性为黑云母斜长片麻岩，眼球状混合岩，斑状混合岩等，俗称老地层，分布在店子、冯卯、水泉、辛召、徐庄北部及北庄一带，该岩层为本区古老的结晶基底。寒武系，其地层在本区分布最广，发育较全，为一套沉积岩层所组成。该层分上中下统七个组。下寒武统，镘头组下部为厚层状灰岩，豹皮状灰岩；中部为薄层状灰岩与页岩互层；上层为暗紫色等杂色页岩为主，其顶为鲜红易碎页岩与毛庄组分界。厚度为100—154.5米。主要分布在水泉、冯卯、徐庄、北庄、东凫山等地。下部灰岩在辛召一带常呈帽顶状出现在山头。毛庄组出露位置基本同镘头组。岩性主要为暗紫色含云母碎片砂质页岩并夹有多层薄层灰岩及小鲕状灰岩，底部为一层厚一米左右的水绿色含砾灰岩，厚50—60米。中寒武统，徐庄组紫色及杂色砂质云母岩与厚层状砂质灰岩互层，夹有钙质砂岩，具明显斜交层理。厚50—76米，主要分布在徐庄、北庄、傅庄、东凫山、山亭北部及桑村东南上黄沟一依山口一带。张夏组主要分布在张庄、傅庄、半湖、北庄及徐庄西部、山亭北部等地，该层多呈帽顶状分布在山顶、岩性为厚岩巨厚层状鲕状灰岩，泥质条带及豹皮状灰岩，夹有多层结晶灰岩，薄层状灰岩。产状平缓，厚200—230米。上寒武统，崮山组岩层下部为薄层状泥质条状灰岩，疙瘩状灰岩，竹叶状灰岩夹黄绿状灰岩。中、上部为中厚层状灰岩，薄层条带鲕状灰岩。顶部为一层粗粒结晶灰岩与长山组分界。厚度57—74米。主要分布在西集、张庄、北庄、山亭南部和城头东部等地，岩层产状较平缓，倾角一般为5—10度。长山组分布范围同崮山组，呈条带状，分布在山亭以南，张庄以北地段，岩层较平缓，倾角为5—10度。岩性上部以灰色中厚层灰岩为主，夹有鲕状岩及带紫色氧化圈的竹叶状灰岩，下部以薄层泥质条带灰岩，板状灰岩为主，夹有竹叶状灰岩及页岩。厚度46—72米。凤山组主要分布在山亭以西、以南及西集北部、南部地区。主要岩性上部为灰色厚层状白云岩和白云质灰岩灰质白云岩；中部为灰色中厚层状白云质灰岩及大涡卷状灰岩夹薄层泥质条带状灰岩；下部为灰色厚层、中厚层状灰岩，泥质条带状灰岩夹有大竹叶状灰岩。厚度为121—126.18米。奥陶系，仅在西集、艾湖山间盆地中，呈小面积出露。总厚度为557.7—619.5米。下奥陶统，冶里——亮甲山组，冶里组为黑白色中厚层细粒结晶白云岩，小竹叶状白云岩。亮甲山组为中厚层状灰白色白云岩，含白色燧石结构条带。厚53.5—70.8米。中奥陶统，马家沟组，该组据岩性组合分为六段，本区缺失第六段。第一段，岩性以泥灰质角砾岩、白云岩、泥质灰岩为主，底部有一层15质页岩，厚约24—75米，此段在西集南庄及北官庄等地零星出露，大部分被第四系覆盖。第二段，岩性以青灰色中厚层灰岩为主，夹有薄层状泥质灰岩，豹皮状灰岩，厚116米。此段在西集附近有所出露，多被第四系覆盖。第三段，岩性以泥灰岩、泥灰质角砾岩为主，夹有白云质灰岩，厚度39.0—85.0米，第四段，岩性为深灰色，灰色厚层状灰岩，豹皮状灰岩，质纯性脆，下部含燧合结核，厚227.0米。该层隐伏在第四系以下，地表未出露。第五段，岩性为白云质灰岩，灰质白云岩为主，夹有泥灰岩，厚约88米。第四系，主要出露在山间盆地，山前山脚地带，大部分为中上更新统的残积——坡积和坡积——洪积沉积物。岩性为棕色黄褐色粘土，山前地带粘土中含有铁锰结核，在现代河床两侧及冲沟中分布有全新统冲积——洪积物的亚粘土，亚砂土及砂砾石等，厚一般小于10米。
二、侵入岩石
山亭区是枣庄市北部的低山丘陵区，侵入岩也正覆盖在此。岩石类型以中酸性为主，基性岩石出露甚少。火成岩，主要为太古界泰山群侵入岩和中生界燕山期侵入岩。岩性以中酸性为主。泰山期主要岩性为黑云母斜长花岗岩及片麻状花岗岩，产状多为岩脉、岩株。分布在长龙断裂以北冯卯、店子、水泉、辛召石嘴子等地。燕山期侵入岩主要为花岗斑岩，产状为岩穹岩床、岩脉，分布在城头、桑村、北庄等地。此外，在张庄东至徐庄水门口一带沿NE20°方向侵入于中上寒武统地层中，形成宽3—6米的岩脉。侵入岩时代分为泰山期和燕山期两期。
泰山期侵入岩侵入太古界地层中，呈岩基产状。出露位置在山亭、北庄一线以北，呈西北、东南向带状分布。另一条出露于半湖一线，呈东北、西南向带状分布。岩体主要是黑云母斜长花岗岩，矿物成份有黑云母、角闪石、斜长石、石英、绿帘石等。侵入岩与围岩混合，形成变质花岗岩，如片麻状花岗石等。
燕山期侵入岩分早、晚两期。早期侵入岩在枣庄地区没有出露。晚期侵入岩有零星分布，呈岩株产状。酸性岩类有似斑状二长花岗岩，中细粒花岗岩在桑村盆地南，东边缘有较多的出露。在长龙断裂带的北侧有零星地侵入于泰山期侵入岩体内。碱性岩类有黑云辉石正长岩，角闪正长斑岩，含石英角闪正长岩，含霓辉石正长斑岩等，岩石为灰浅灰红色，斑状结构，块状构造，产状有岩墙、岩床等，出露在长龙断裂北侧。
三、地质构造
山亭区在大地构造上属鲁南台背斜之南翼，构造较复杂。在历次的造山运动中岩层发生了断裂和褶皱，断裂为主，褶皱次之。
褶皱。其构造发育一般，较大的褶皱有：羊庄向斜盆地、桑村穹窿和艾湖向斜。羊庄——西集向斜构造盆地，该向斜轴部在羊庄至西集地段，呈东西向展布，东西长20千米，南北宽12千米，呈椭圆形，面积为559.0平方千米，周围岩层均向盆地腹地倾斜，岩层倾角5—12度，周围分布着由变质岩至中奥陶统石灰岩，大部分岩石裸露。桑村穹窿位于桑村至城头之间，中心在桑村后王庙一带，地层由泰山期的变质岩系组成。寒武系地层绕穹窿呈环带状分布，倾向四周，倾角15—25度。艾湖至山亭向斜，该向斜在山亭至桑村之间，轴部在艾湖附近。该部地层为下奥陶统白云质灰岩及白云岩类，翼部均为上寒武统之石灰岩类，岩石均向中部倾斜，倾角6—10度。向斜的西翼即为桑村穹窿构造的东翼，两构造紧密相连。
断裂。据不完全统计，全区断裂构造长度大于2千米的有70余条，大多数属高度角的正断层，力学性质多属压扭性质构造，其中较大的断裂有长龙断层，葡萄山口断层，上黄沟至东凫山断层，朴山前至西马庄断层、上辛庄至马头断层等。长龙断层位于本区中部，走向280—310度倾向西南，倾角70—85度，呈北西向展布。断层面陡立平直，或呈舒缓波状，常形成陡崖。断距由东向西增大，200—600米。断层带宽几米至几十米。由于该断层规模大，将本区分割成南北两个地质体。断层北盘上升，为古老变质岩系地层，南盘下降，为古生界石灰岩系地层，并在南盘发育有平行于主断面的次级断层数条，在断层带可见到断层泥，摩棱岩，角砾岩等，该断层具有两期活动，具有张扭和压扭性质。该断层西交峄山断裂，从冯卯乡九老庄入境，向东经城头马山头，水泉长城，山亭官庄至徐庄崩里，东柿行出境，全长38千米；葡萄山口断层，该断层走向290—310度，基本平行长龙断裂，断层面倾向西南，倾角为60—70度。两盘落差200—350米，破碎带宽由20米至上百米，带内有角砾岩、破碎岩、摩棱岩等。两盘岩层在平面上有明显的牵引褶曲，逆冲断层等。其北盘为古生界中上寒武统石灰岩类，南盘岩性为上寒武统至奥陶系白云质灰岩类。该断层结构面力学性质较复杂，是多次构造运动的产物，具压、扭、张三种力学性质。断层从肖半山入境，向东南经马头、官庄、西凫山由银井庄出境，全长11.5千米。上黄沟至东凫山断层走向葡萄山口断层基本平行，倾向西南，倾角为80度。断层带内岩层直立，呈挤压状态，两侧岩层常见牵引褶曲，属压扭性质。从傅庄至下河口段，此断层沿鸡子谷背斜轴发育，构成背斜的低序次构造。该断层在区内，全长21千米，在张庄北紫草峪附近被南北向断层错开。马头至上辛庄断层，该断层走向0—15度，北起水泉乡上辛庄南至马头，全长24千米。断层倾向东，倾角75度左右，破碎带宽约10米。断层面陡立光滑，带内岩层挤压较重，局部呈镜面状，沿走向和倾向呈舒缓波状，断面见有水平和倾斜擦痕，具东盘北推，西盘南移的左行压扭性质。该断层在岩底至山亭段出露，但不明显。
东江——响泉，朴山前——西马庄断层，两断层沿走向互相平行，一般60—90度，倾斜相对，向北呈弧性展布。断层面可见垂直擦痕，局部可见断层角砾岩。断层两盘岩层有明显牵引现象，具压扭性质，在平面上两断层向西撒开，向东收敛的“帚状”构造，为长龙断裂的次级构造，两断层收敛部位构造裂隙发育，在徐庄西部张夏灰岩中，形成流量每日1000—3000立方米响水泉群及旱河子泉群。
山亭凸起位于峄山断裂以东、枣庄断裂以北的区域，燕山期断层抬升，后期有较强的浮动。在整体抬升中存在着上升幅度的差异。相对下降区形成凹陷，有羊庄凹陷，艾湖凹陷等。相对上升区形成凸起。有桑村凸起，北山凸起等。山亭凸起形成时代较早，后期一直处于上升阶段，地层出露仅限于下古生界及泰山群。