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中生代地层广泛分布于南黄海盆地及邻区，包括胶莱盆地、苏北盆地、群山盆地、黑山盆地、庆尚盆地等。陆上和海域的三叠纪地层主要由灰岩组成。侏罗纪地层目前只发现陆上，主要由陆相碎屑岩组成，但从南黄海盆地某些地震剖面上可以看出，海域侏罗纪地层很可能存在。白垩纪地层在上述中生代盆地中分布最广，在许多钻井中，白垩纪地层的厚度在1000m以上，甚至2000m。其中，陆地上早白垩纪地层主要由暗色陆相碎屑岩组成，例如胶莱盆地的莱阳组、苏北盆地的葛村组，庆尚盆地的新洞群；而海域的早白垩纪地层通常由红色碎屑岩组成，例如，南黄海盆