以沉积学理论为指导,通过对野外地层剖面的观察和实测,建立了相对标准的地层序列;通过对实测剖面的层序地层单元的划分及对比,建立该地区的层序地层格架,并分析各层序地层单元的特征、演化规律及叠加关系;在层序格架内通过可靠的沉积相标志分析,明确了该区的沉积相类型及沉积特征,对该区的沉积模式、沉积演化序列进行了研究。并与其它典型断陷盆地如东营凹陷进行对比,以期对油气勘探有所启发。研究表明新汶盆地新生代地层主要为新近系官庄组。官庄组按岩性自下而上分为三段:下段由砖红色、灰黄色等杂色砾岩、砂岩、泥质粉砂岩组成的正粒序岩层构成;中段主要由四个砾岩-砂岩-砂质泥岩-暗色泥岩组成的韵律层构成,粒度普遍较细,颜色较深;上段为大套砖红色砾岩,砾石成分主要为普通灰岩、竹叶状灰岩、鲕粒灰岩、含燧石条带灰岩等。官庄组共划分为七个三级层序。其中官庄组下段划分为一个三级层序;官庄组中段共划分五个三级层序;上段为一个三级层序。主要可分为冲积扇相、辫状河相、湖泊相三种沉积相类型。冲积扇相主要发育在湖盆底部和北部边界断层处。辫状河相主要分布于罗家沟附近。湖泊相主要发育于常路镇、完庄水库等处,可细分为滨浅湖和半深湖亚相。各种相类型,由盆地边缘向湖盆中心稳定过渡,构成了冲积扇-辫状河-湖泊、冲积扇两类沉积体系。新泰-垛庄大断裂为新汶盆地的控盆断层,控制着官庄组的沉积。其活动在时空上具有不均一性,在新泰市东部活动强度比西部更加剧烈,而且具有幕式活动的特点。该区域新生代的演化经过三个阶段分别是:初始裂陷时期(对应于官庄组下段),发育冲积扇、辫状河相;湖盆扩张期(对应官庄组中段),发育湖泊相;湖盆萎缩期(对应官庄组上段),发育冲积扇相。通过对比,新汶盆地官庄组下段与东营凹陷孔店组层位相当;官庄组中段相当与沙四段-沙二段下;官庄组上段相当于沙二段上-东营组。新汶盆地在构造演化、地层序列及沉积充填方面与东营凹陷类似,可以为济阳坳陷古近系覆盖区地层与沉积学的研究提供借鉴,同时也可作为整个环渤海湾及其外围盆地古近系对比的有利地区。