境内地层由基底岩层和新生界地层两大层系构成(缺失元古界)。
基底岩层包括太古界泰山群、下古生界、上古生界、中生界，总厚达14630～15
760米。
太古界泰山群
是本区最古老的基底岩层，常组成凸起的核部，如埕子口凸起。埋覆较浅，为5
80～1450米。泰山群总厚约11000米。
古生界
下古生界本区下古生界包括寒武系和奥陶系的下、中奥陶统，总厚1230～1500米
。
寒武系：与下伏太古界泰山群呈不整合接触，包括下、中、上3个统7个组，自下
而上为：下寒武统馒头组；中寒武统毛庄组、徐庄组、张夏组；上寒武统崮山组、长
山组、凤山组，总厚600～760米。其中治理-亮甲山组与下伏凤山组呈整合接触。
奥陶系：下、中奥陶统含有4个组，自下而上为：下奥陶统冶里-亮甲山组、下马
家沟组、上马家沟组；中奥陶统八陡组，总厚630～740米。其中冶里-亮甲山组与下
伏凤山组呈整合接触。
上古生界境域包括石炭系的中、上石炭统和二叠系。总厚780～1640米。
石炭系：包括中石炭统本溪组和上石炭统太原组共2个组，总厚220～280米，其
中本溪组与下伏中奥陶系呈假整合接触。
二叠系：含山西组、石盒子组和石千峰组共3个组，总厚约560～1360米。其中山
西组与下伏太原组呈假整合接触。
中生界
境域包括侏罗系和白垩系，缺失三叠系。总厚约1620米。
侏罗系：含3个组，即下中侏罗统坊子组、中侏罗统三台组、上侏罗统蒙阴组。
总厚约920米。
白垩系：含2个组，即下白垩统西洼组，上白垩统“王氏组”，厚约700米。“王
氏组”在本区尚未被揭露。
新生界
新生界地层包括第三系和第四系。
第三系在境内普遍分布，发育充分，沉积巨厚，变化也大。凹陷最深部位厚度可
达6000米以上，向边缘地带变薄，凸起上最薄处仅800～900米。岩性以陆源砂、泥岩
为主，夹少量化学岩。第三系分为下第三系和上第三系。
下第三系：含三个组：总厚570～4450米。自下而上为：孔店组，厚300～850米
；沙河街组，厚约220～2500米，自下而上划分为沙四段、沙三段、沙二段、沙一段
共4个段；东营组，总厚50～1100米，自下而上可划分为细-粗-细-粗四个段，被称为
东四段、东三段、东二段、东一段。
上第三系：含二个组，总厚1050～1800米。自下而上为：馆陶组，厚400～490米
，划分为馆下段、馆上段共两个段；明化镇组，厚约650～900米。
第四系被命名为平原组，覆盖全境，厚约200～300米。上部为浅棕黄、浅绿灰色
粉砂质粘土，粘土夹粘土质粉砂层，近海夹海相层，富含腹足类、瓣鳃类等化石及少
量灰质结核。下部为浅灰黄、浅灰绿色粉砂质粘土或浅灰绿色粘土质粉砂层，浅灰黄
色含砾细砂层、砂砾层互层，底部普遍存在砂砾层。砾石成分为泥砾、泥灰岩砾，胶
结物含铁质较多，固结疏松，部分灰质胶结者坚硬，有孔虫类、轮藻类等化石。