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本区属于渭河断陷盆地(渭河地堑),系新生代喜马拉雅运动中秦岭大幅度抬升而形成。直到第四纪构造运动及种种外力作用,塑造分异出北部黄土台塬和南部冲积平原。北部黄土台塬的构造基础为渭北断块中的礼泉断阶部分(界于宝鸡—华县断裂带与扶风—三原断裂带之间)。第四纪更新世方发生缓慢的相对抬升,原第三纪的湖盆露出水面。因地形平坦,利于黄土堆积,从而在新第三纪和早更新世的湖泊相沉积层之上堆积了中、晚更新世的黄土层,覆盖达80～100米,并且因气候的冷暖波动发育了7～8层古土壤,第四纪堆积物厚200～400米。此外,因新构造断谷的控制,形成台塬面上与梁状地定向排列的塬间洼地。南部的冲积平原早更新世以前为“三门湖” ,自中更新世晚期以后相继发生了三次河流下切、地壳相对抬升运动,从而发育了三级河流阶地与现代河漫滩。二、三级阶地属侵蚀堆积阶地,一级阶地为堆积阶地。阶地结构呈明显的“二元结构”,即底部为河床相砂砾石,上部为漫滩相细粒砂质粘土,且二、三级阶地表层覆盖厚度各异的中、晚更新世黄土层。第四系松散堆积物总厚度为400米左右。
    在新生代形成的渭河断陷盆地的南部拗陷区,其北部以不宽的斜坡带接鄂尔多斯地台,南邻秦岭古地槽。西安—周至拗陷伸入本区南部,形成本区为活动断层纵横切割的特殊构造格局。总体来看,南受秦岭北侧大断裂影响,北有三原—扶风断裂带制约,东侧有泾阳—渭南断裂带限制,中部宝鸡—华县断裂带(本区段称咸阳断裂带)自西向东横贯全区,构成本区构造地貌单元的一条重要分界线。这些断裂带至今仍在活动着,且发育规模较大,对本区地貌形态的格局有着深刻的影响,致北部黄土台塬与南部渭河冲积平原高差达70～100米。由台塬到河谷呈阶梯状倾斜,反映了地壳继承性的沉降运动。黄土台塬上发育一系列的洼地与梁垄,是由下伏构造活动造成。平原中发育三级河流阶地,既反映了新构造运动的间歇性,又反映出其强度和幅度。
    依据新构造运动的特点,将渭河断陷盆地划分为四个大区①,本区占有挤压—扭动掀斜区中强烈掀斜上升区的南部。由于基底构造与新构造运动的差异,全区大致以咸阳断裂带为界,分为北部断坡翘起区和南部断谷沉陷区,又因受北山断块及南部秦岭断块长期构造上升挟持,第四纪以来的构造运动总的趋势是北翘南陷。