鲁西地块是中国东部伸展构造体系的一个重要组成部分,不同于华北克拉通内普遍存在的NE走向断层,鲁西地块广泛发育一组特征明显的NW向断层,这种不均匀分布的华北克拉通破坏机制需要深入研究。本文以野外地质调查为基础,结合地震、重磁场等地球物理资料及回剥技术,定性并定量研究了鲁西地块内凸起边界断层的几何学、运动学特征,总结断层发育规律。为了系统研究各断层之间发育演化的差异性,本文应用裂变径迹测年、TASK程序编制的长度年龄谱图及裂变径迹t-T模拟方法恢复鲁西隆起晚中生代以来的抬升史。通过构造物理模拟及应力场分析,论述鲁西地块凸起边界断层的形成机制和断层差异演化的原因。鲁西地块内凸起边界断层分为控盆和非控盆断层两种,它们大多SW倾,倾角大,由南向北近于平行排列。非控盆断层位于研究区最南部,断层倾角较大,错开古生界及以下地层;控盆断层位于研究区北部,沿走向有NW及NE向两组,下盘发育太古宇,上盘控制晚中生代以来的沉积。断层带内发育碎裂岩、断层泥、擦痕等,指示断层具有多期活动的特征。通过构造平衡剖面定量研究断层运动学特征,表明鲁西地块内断层于中生代就开始形成,三叠纪期间断层为逆断层,早中侏罗世发生构造反转后变为正断层。伸展主要集中在晚中生代和古近纪两个时期,其中古近纪伸展强度最大,进入新近纪后,伸展作用明显减弱。控盆断层的垂向活动速率表明,晚中生代以来断层活动性由南向北逐渐增强,古近纪达到顶峰,且断层活动表现出由NW向NE转变的特征。磷灰石裂变径迹证据表明自晚中生代以来鲁西地块凸起边界断层的活动存在差异。非控盆断层早在中生代184 Ma开始活动,之后在99-78 Ma、新生代57-53 Ma和43-30 Ma活动;控盆断层最早在141-126 Ma活动,之后在75-70 Ma、新生代57-50 Ma、43-40 Ma、38-32 Ma及28-24 Ma存在冷却抬升。非控盆断层活动时间早,结束早;控盆断层活动时间略晚,南部断层发育早于北部,且NW向断层活动时间早于NE向断层。断层活动由南向北、由东向西迁移。通过构造物理模拟及力学分析,鲁西地块凸起边界断层形成于区域伸展和郯庐断裂带联合作用下的伸展—走滑应力场,晚中生代以来古太平洋板块俯冲方向、速度和郯庐断裂带的走滑方式的改变,是鲁西地块凸起边界断层差异演化的根本原因。由于印支期陆陆碰撞产生的先存薄弱带及郯庐断裂带的左行走滑,伸展首先集中在鲁西南部,尼山、甘霖断层与郯庐断裂夹角较大而作为R’破裂,具有右旋走滑性质,断层倾角较大,成为非控盆断层;蒙山、新泰—垛庄等断层与郯庐断裂夹角较小作为T破裂,成为具有右旋走滑性质的正断层,并控制盆地沉积。鲁西地块经历早白垩世141-126 Ma的伸展、晚白垩世的抬升和新生代的发育,断层最终成型。