三、石炭紀(jì) 由于海西運(yùn)動(dòng)影響，魯西地區(qū)再次下沉接受沉積，形成濱海沼澤、潮坪、瀉湖、碳酸鹽臺(tái)地等相間等海陸交互相沉積。當(dāng)時(shí)的氣候溫暖潮濕，植物茂盛、海洋生物豐富，屬華北海與楊子�；焐�生物群。早期有鋁土礦，晚期有重要煤層。 聊城石炭系，缺失下統(tǒng)，只發(fā)育上統(tǒng)，為一套海陸交互相含煤沉積，被新近系覆蓋，研究程度較低。上石炭統(tǒng)分為下部的本溪組和上部的太原組。 一、本溪組 本溪組，由李四光、趙亞曾(1926)命名的本溪系沿革而來(lái)，命名地點(diǎn)是遼寧本溪市西的新洞溝與螞蟻村溝之間的牛毛嶺。本溪組，下部為紫色頁(yè)巖夾鋁土礦，中部為黃色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖夾頁(yè)巖、薄層及透鏡體灰?guī)r，上部為黃色頁(yè)巖、細(xì)砂巖夾灰?guī)r及鋁土頁(yè)巖。其下與奧陶系灰?guī)r呈假整合接觸，上與太原組呈整合接觸。本溪組以泥巖、頁(yè)巖為主，夾有砂巖、粉砂巖、2~4層灰?guī)r和少量薄煤層，厚一般20~360m左右。本溪組的厚度，受海侵方向和沉積時(shí)古地形條件的影響。其接觸關(guān)系與標(biāo)準(zhǔn)剖面一致。 本溪組生物群面貌較全，采得 類(lèi)9屬27種，腕足類(lèi)1屬1種，珊瑚1屬1種，植物5屬5種。就  類(lèi)化石而言，主要為紡錘筵科和小澤筵科的分子。其中Fusulina schllwieni，F(xiàn)．pseudonytvica，Pseudostaffella khotunensis，Millerella minuta見(jiàn)于遼寧太子河流域本溪組的螞蟻溝灰?guī)r。Fusulina  pankouensis，F(xiàn)．pseudokonnoi longa，F(xiàn)．cf．konnoi．Pse-udostaffdla sphaetoidea，P．sphaeroidea cuboides，Taitzzhoella cltaitzehoensis，Oga-wainella angulata，O．turgida見(jiàn)于小峪灰?guī)r。sctmbertella lata vor．Alliptica見(jiàn)于本溪灰?guī)r。Fusulina quasicylindrica，F(xiàn)．quasicylindrica var．megaspherica，Ozawainella  vozhgalica見(jiàn)于本溪組頂部牛毛嶺灰?guī)r�？傊�，上述筵類(lèi)化石是遼寧太子河流域本溪組上部Fu-sulina-Fusulinella帶的帶化石和重要分子。另外，F(xiàn)usulina quasic ylindrica，F(xiàn)．pankou-ensis，F(xiàn)．pseudon ytvica，F(xiàn)usulinella laxa，Pseudostaffella sphaeroldea又是中國(guó)南方寧鎮(zhèn)地區(qū)黃龍組上部Fusulinella-Beedeina帶的帶化石和重要分子。Pseudostaffella khotunensis，P.confusa，F(xiàn)usulina pseudo konnoi longa，F(xiàn)．ulitinensis，F(xiàn)usiella sp.  ,Ozawainella angulata也是黃龍組上部的常見(jiàn)分子(地質(zhì)部南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，1982)。通過(guò)對(duì)比得知，聊城的本溪組只相當(dāng)遼寧太于河流域本溪組和我國(guó)南方寧鎮(zhèn)地區(qū)黃龍組的上部，而缺失這兩組下部的沉積。 沉積環(huán)境，晚石炭世早期的沉積，以粘土巖為主，夾有砂巖、扮砂巖及灰?guī)r和少量薄煤層。粘土巖又以鋁、鐵質(zhì)粘土巖居多，鋁、鐵質(zhì)成分很高，局部形成G層鋁土礦和山西式鐵礦。本組所含的粉砂巖和少量砂巖，是機(jī)械搬運(yùn)和機(jī)械分異作用的產(chǎn)物，多在濱海地帶堆積，而鋁、鐵質(zhì)粘土巖和具鮞狀結(jié)構(gòu)的G層鋁土礦，是以膠體搬運(yùn)的，其堆積的場(chǎng)所應(yīng)比機(jī)械分異作用沉積的碎屑巖更遠(yuǎn)離古海岸線，應(yīng)沉積在亞淺海區(qū)。 本溪組產(chǎn)出的動(dòng)物化石有篷類(lèi)、腕足類(lèi)和珊瑚，它們都是正常海生底棲生物，在生活期間，需要充足的陽(yáng)光和豐富的食物，以淺海環(huán)境為宜。本組產(chǎn)出的植物化石，門(mén)類(lèi)少，種類(lèi)單調(diào)，且非常破碎，如產(chǎn)出的鱗木類(lèi)，有的只保存葉痕的輪廓，有的保存葉座輪廓，說(shuō)明它們是幾經(jīng)周折才在產(chǎn)出地層中保存下來(lái)，現(xiàn)在的存身之地并非它們所生活的陸地環(huán)境，而是產(chǎn)出地層所形成的亞淺海環(huán)境。 綜上所述，可以看出本溪組為濱海至淺海相的沉積。在此環(huán)境下，以肢體搬運(yùn)的鋁、鐵、粘土等物質(zhì)容易發(fā)生膠凝造成沉積，而形成鐵鋁質(zhì)礦產(chǎn)和粘土礦產(chǎn)。本來(lái)就不太豐富的有機(jī)物質(zhì)則因較長(zhǎng)期搬運(yùn)遭到破壞，不易聚集成礦，所以本溪組不利于煤的形成，即使個(gè)別地區(qū)有薄煤層，也無(wú)開(kāi)采價(jià)值。沉積礦產(chǎn)主要為鋁土礦、枯土礦和山西式鐵礦。    山東省晚石炭世早期的海侵方向主要是自東北向西南逐漸到達(dá)山東全境。 草埠溝灰?guī)r， 命名地點(diǎn)是淄博市沼川區(qū)灃水草埠嶺附近的草埠溝，淺灰—棕灰色，略帶紅色，質(zhì)不純，疙瘩狀，富含黃鐵礦晶粒，位于本溪組的下部。 徐家莊灰?guī)r，命名地點(diǎn)是章丘縣明水車(chē)站東南約7．5kin之徐家莊，為灰—深灰色厚層一塊狀灰?guī)r，本灰?guī)r下部普遍含有燧石結(jié)按和條帶，具有豐富的動(dòng)物化石，一般位于本溪組之上部。厚度不一，自6~23m不等，灰?guī)r普遍穩(wěn)定，巖性特殊，厚度較大。  二、太原組 太原組，由翁文預(yù)、葛利普(1922)命名的太原系沿革而來(lái)，命名地點(diǎn)是山西太原西山月門(mén)溝。太原組主要礦產(chǎn)是煤，是聊城能源的重要構(gòu)成之一。標(biāo)準(zhǔn)剖面上的太原組，下部為深灰、灰黑色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和頁(yè)巖，夾灰?guī)r和薄煤層，中部為三層灰?guī)r夾黑色頁(yè)巖和薄煤層，上部為灰黑色砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖夾薄煤層，頂部為東大窯灰?guī)r。該組底部普遍具有G層鋁土礦和山西式鐵礦層位，由于當(dāng)時(shí)沉積部位的不同和供源物質(zhì)的多少不一，在奧陶系風(fēng)化剝蝕面上不一定都能成礦，而絕大多數(shù)變?yōu)殇X土泥巖和紫紅色鐵質(zhì)泥巖，但該層位是穩(wěn)定存在的。該組一般含2~4層灰?guī)r。太原組的巖性主要為灰—灰黑色泥巖、頁(yè)巖和粉砂巖，夾砂巖、多層灰?guī)r和薄層煤。聊城境內(nèi)巖性較粗，所夾灰?guī)r和煤層數(shù)量少，所夾砂巖占總厚度的1／3，含灰?guī)r5層，厚度較薄，但較穩(wěn)定，可采性高。聊城含煤2層，均達(dá)可采厚度，最厚達(dá)19m；自西向東具有砂巖量由少到多、灰?guī)r層數(shù)由多到少之變化趨勢(shì)，所夾的4~5層灰?guī)r，一般都比較穩(wěn)定。聊城太原組最頂部，即該組最高一層灰?guī)r之上有一層深灰色或灰黑色砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖。厚度不一致，而層位穩(wěn)定。該層的形成環(huán)境是海相。 太原組生物化石十分豐富，筵類(lèi)7屬18種，腕足類(lèi)13屬17種，頭足類(lèi)3屬3種，腹足類(lèi)3屬3種，瓣鰓類(lèi)5屬5種，植物15屬20種。就動(dòng)物化石而言，Schwagerinaexpansa,． S．richthofeni S．richthofeni var．speciosa，S．verneuili var．1evidensis，Rugo-sofusulina eomplicata,Dictyoclostus taiyuanfuensis，Eomarginifera pusilla都見(jiàn)于山西太原西山的太原組上部，其它還有不少為太原組常見(jiàn)而且較重要的分子。Rugosofusulina cf．a(chǎn)lpina，Quasifusulinacompacta，TriticilEs simplex，T．huanglienhsiaensis還見(jiàn)于我國(guó)南方的船山組和馬平組。就植物群而論，太原組命名為Neuropteris ovata-lepidodenron  posthumii組合(全國(guó)地層委員會(huì)，1962)。境內(nèi)產(chǎn)出的Neuropteris ovata和lepidodenron  posthumii是該組合的首要分子，Sphenophyllum oblongifolium等是該組合的常見(jiàn)分子，且都見(jiàn)于山西太原西山標(biāo)準(zhǔn)剖面上的太原組和河北開(kāi)平盆地等的太原組中。 沉積環(huán)境，灰黑色泥巖、頁(yè)巖和粉砂巖為主，夾砂巖、多層灰?guī)r和薄煤層。在泥巖和粉砂巖中，含有較豐富的植物化石，門(mén)類(lèi)多，種屬數(shù)量大，有植物的枝干，有大量的植物葉片，化石保存較佳，葉片輪廓完整，葉脈清晰可辨，且葉片互相迭復(fù)、錯(cuò)綜復(fù)雜，說(shuō)明當(dāng)時(shí)氣候潮濕，植被特別繁盛，致使有機(jī)物質(zhì)大量堆積，同時(shí)也說(shuō)明植物遺體未經(jīng)搬運(yùn)，或未經(jīng)較長(zhǎng)距離搬運(yùn)而接近就地埋藏，是濱海沼澤相的生活環(huán)境與埋藏環(huán)境。 灰?guī)r中的動(dòng)物化石十分豐富，既有底棲移動(dòng)的蜓類(lèi)和腹足類(lèi)，又有底棲固著的腕足類(lèi)，珊瑚和海百合，以游泳為主的頭足類(lèi)，生物門(mén)類(lèi)多樣，繁榮昌盛，說(shuō)明它們賴(lài)以保存成化石的灰?guī)r是典型的淺海相的沉積。 太原組是濱海沼澤相和淺海相的交替沉積。從巖石的沉積韻律看，都是砂巖—泥巖，頁(yè)巖—灰?guī)r，雖然每個(gè)韻律大小不等，但都反映出濱海沼澤相—淺海相的沉積規(guī)律。這樣的沉積韻律在境內(nèi)一般4~5個(gè)，說(shuō)明境內(nèi)的沉積基底升降運(yùn)動(dòng)相對(duì)于山東南部地區(qū)不頻繁，由此而引起的海水進(jìn)退的次數(shù)也較少。晚石炭世晚期的海侵，全省規(guī)模較大的有5次，當(dāng)較大海侵到來(lái)時(shí)，海水才進(jìn)入聊城境內(nèi)，形成4~5層灰?guī)r。由于南、北兩大部分的沉積基底活動(dòng)性的差異，海進(jìn)海退次數(shù)的不同，使聊城沉積環(huán)境相對(duì)于山東南部地區(qū)有較大差異。南部地區(qū)有利于植被生長(zhǎng)的濱海沼澤相的環(huán)境反復(fù)次數(shù)多，而每次持續(xù)的時(shí)間則相對(duì)較短，致使有機(jī)物質(zhì)每次堆積的數(shù)量有限，因此出現(xiàn)煤層多，穩(wěn)定性差，可采性低的狀況，而聊城境內(nèi)則不同，濱海沼澤相的環(huán)境每次持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，使有機(jī)物質(zhì)堆積的時(shí)間也長(zhǎng)，造成有機(jī)物較豐富的堆積，再加之有利的埋藏環(huán)境，所以聊城境內(nèi)煤層雖比南部少，但煤層穩(wěn)定，可采性高。 自晚石炭世早期海退之后，晚石炭世晚期又開(kāi)始了新的海侵，海侵方向發(fā)生了改變，不再象早期主要由東北向西南方向推移，而是由南向北推進(jìn)，海侵中心可能大體在蘇北徐州地區(qū)。徐州地區(qū)濱海沼澤相的沉積持續(xù)了很短時(shí)間就開(kāi)始海侵，沉積了淺海相的碳酸鹽巖，越往北，濱海沼澤相的沉積持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。當(dāng)較大規(guī)模的海侵到達(dá)博山地區(qū)時(shí)，此處已沉積了厚達(dá)70~80m的濱海沼澤相的碎屑巖。在徐州地區(qū)沉積有海相灰?guī)r13層，在兗州、濟(jì)寧一帶有8~11層，到聊城、淄博一帶有4~5層，昌樂(lè)地區(qū)只有3層，說(shuō)明晚石炭世晚期的海侵次數(shù)自南向北逐漸減少，且每次海侵都是由南邊開(kāi)始的，只有較大規(guī)模的海侵發(fā)生時(shí)才能到達(dá)山東的北部。     晚石炭世晚期的海侵自蘇北徐州地區(qū)進(jìn)入山東，首先進(jìn)入山東省南部，然后到達(dá)濟(jì)寧、兗州一帶，再向北向東侵進(jìn)。由此向東，一直到達(dá)莒縣一帶，灰?guī)r層數(shù)由11層減至8層。海侵繼續(xù)北移，進(jìn)入山東北部，首先接受海相沉積的是聊城地區(qū)，然后東進(jìn)到章丘，淄博和萊蕪，最后到東部邊緣的昌樂(lè)一帶。可見(jiàn)，晚石炭世晚期的海侵，先是由南往北，進(jìn)而由西向東推進(jìn)到整個(gè)魯西地區(qū)。