针对鲁西中新生代盆地的沉积特征，结合野外地质露头调查及区域地质调查成果，对中新生代盆地充填序列及盆地类型进行了研究。盆地内的侏罗纪—白垩纪沉积序列是一套以河流相为主的碎屑岩沉积组合，新生代古近纪沉积序列则以湖相为主，河流相为辅。中生代沉积序列形成于低角度拆离断层的上盘，物源主要来自断层下盘，具有轴向和径向水流特征；新生代沉积序列物源主要来自断层上盘，以轴向水流为特征。这些特征与伸展作用过程中形成的拆离型盆地和裂谷型盆地的特征完全一致。鲁西中新生代盆地具有北断南超的箕状断陷盆地结构，现今的盆岭相间格局可能发生于侏罗纪。