鲁西断块的结晶基底，只包括下太古界的一部分，由深变质和强烈混合岩化的泰山群杂岩组成，同位素年龄测定为24亿年左右，褶皱十分强烈，多为线状、倒转及等斜紧密褶皱，轴向北西，向西南褶皱逐渐减弱。

在沂沭断裂带内轴向大致与断裂走向一致，为北北东向。盖层发育较全，包括下古生代到石碳～二迭纪的典型地台型碳酸盐建造。但海侵范围从未越过沂沭断裂带东界，反映沂沭断裂带在古生代成带活动具有明显的控制作用。 由于中生代强烈构造差异活动，使这个完整的块体发生了复杂的破裂分异，大致分异成3部分：印支期褶皱—逆冲推覆构造、燕山中期NNE轴向的隔槽式箱状褶皱和燕山晚期NW、NNE向共轭正断—走滑断裂。