(一)火山旋回
新生代火山岩依据其岩性、岩相特点,划分为3个旋回。
1.牛山旋回
为新生代火山活动最强烈时期的产物,岩性为溢流相的牛山组碱性橄榄玄武岩,可分出十余个韵律,韵律下部为致密块状玄武岩,上部为气孔状玄武岩。韵律厚度一般在10～20m之间。岩石化学、地球化学特征均显示为岩浆部分熔融程度高、结晶分异低的特点。玄武岩K-Ar法同位素测年数据较为集中,活动期为16～19Ma,为新近纪中新世。
2.山旺旋回
岩石组合为沉火山岩,该旋回在区内昌乐县姬家庄、豹山及潍城区明宗山等地发育,韵律为:底部沉火山角砾岩,角砾成分有玄武质岩石、花岗质岩石等,向上沉火山碎屑岩粒度变细,过渡为岩屑(玄武质)砂岩、泥质砂岩、泥岩等。体现了湖泊沉积相的特点。在辖域内,该旋回不甚发育,主要表现为尧山组、牛山组之间的风化壳。而在邻幅临朐县山旺一带,该旋回发育好,其韵律为:底部沉火山角砾岩,角砾成分以玄武质岩石为主,向上夹有两层气孔状、角砾状玄武岩及枕状玄武岩,同时沉火山岩粒度变细,过渡为岩屑(玄武质)砂岩、硅藻土页岩,硅藻土页岩常夹有丰富的动植物化石。
3.尧山旋回
岩性为溢流相的碱性橄榄玄武岩,包括多个韵律,韵律的底部为致密块状玄武岩,顶部为气孔状玄武岩。其喷发强度弱,规模小,岩石化学、地球化学特征均显示熔融程度更高,结晶分异不明显的特点。K-Ar法同位素测年数据集中于4～12Ma,为新近纪中、上新世。
(二)火山作用的演化
辖域新生代构造继承了中生代末期的特点,仍处于挤压隆起状态,但挤压方向有所改变,据上田和都研究(1974),古近纪末到新近纪初,原为北北西向俯冲的太平洋板块发生了转向,变成北西西向俯冲消减,并通过地幔流向西侧压,作用于中国东部。在相对稳定的板内裂隙带上,断裂活动深达上地幔,使其周围压力骤然降低,原固态的上地幔物质熔点降低,达到了部分熔融,在局部的拉伸环境下玄武岩浆携带未熔融的深源组分,上涌溢流而出,形成大面积分布的牛山组玄武岩,在之后火山作用停滞期,在局部的山间湖盆内堆积了山旺组,至上新世基性火山岩浆再次溢流,形成尧山组玄武岩。