按中国年代地层表(2001)及国际地科联《世界地层表》(1989)方案,新生代年代地层分为古近系(包括古新统、始新统、渐新统)、新近系(包括中新统、上新统)和第四系(包括更新统、全新统),古近系与白垩系地质年代界线65Ma,新近系与古近系年代地质界线23.3Ma,第四系与新近系年代地质界线2.60Ma。
(一)古近系
区内古近系属山间断陷盆地型沉积,发育不全,缺失古新统和渐新统沉积,仅发育始新统。相当的岩石地层单位为五图群,朱壁店组对应始新统早期,李家崖组和小楼组为始新统中晚期。
(二)新近系
1.中新统
与本统相当的岩石地层单位有临朐群牛山组、山旺组。牛山组为玄武岩夹泥岩、砂砾岩,不整合于五图群之上,采自牛山东头附近的牛山组玄武岩K—Ar同位素年龄值为16.06～16.18Ma,区域上玄武岩K-Ar同位素年龄值集中在16～18Ma;山旺组为火山口湖相沉积,岩性以砂砾岩为主,夹黏土岩、硅藻土及玄武岩,以含丰富动植物化石而闻名,区域上玄武岩K—Ar同位素年龄值为13～14Ma。
邓涛(2003)认为:山旺组的孢粉组合时代相当于早中新世晚期—中中新时期;而山旺动物群中则缺少欧洲MN3带的代表性化石Anchitrenium(安琪马),“山旺阶”大致相当于Burdigalian(布尔迪加尔阶),山旺组底部的同位素年龄及地磁测量结果为18Ma,略小于(缺失底部沉积)欧洲MN4带的底界年龄(20.5Ma),牛山组和山旺组之间有较大的沉积间断。因而将牛山组划为始新统、山旺组划归中新统、尧山组划为上新统。
另外,产于牛山组的Heptodonniushanensis(牛山犀貘)作为代表性化石(周明镇等,1965),时代应为早始新世中期,相当于北美的Lysite期。则牛山组应划归始新统。综合考虑,本书暂维持将牛山组、山旺组划归中新统的方案。
2.上新统
与之相当的地层单位为尧山组,采自牛山顶部的该组玄武岩K-Ar同位素年龄值为18.57Ma,其年龄值偏高。区域上尧山组玄武岩K—Ar同位素年龄值集中在11～13Ma。
(三)第四系
1.更新统
区内更新统下中部不甚发育;上部以冲洪积相为主,与之相当的岩石地层单位有小埠岭组、大站组及山前组底部,大站组以粉砂、黏土堆积为主,夹砂砾石层,区域上与马兰黄土相当。区域资料大站组热释光年龄11万～1万a左右。
2.全新统
区内全新统较发育,分布较广泛,岩石类型及成因类型较复杂。相应的岩石地层单位有黑土湖组、临沂组、沂河组。临沂组为近代河流沉积,常形成高河漫滩和Ⅰ级阶地,与人类文明史密切相关;沂河组为现代河流沉积,一般限制在河道内。据热释光及14C年龄资料,区域上黑土湖组年龄在1.1万～0.32万a,临沂组覆盖于黑土湖组之上,沂河组冲刷侵蚀黑土湖组和临沂组,皆属全新统。