县境南部为秦岭古生代褶皱山脉,北部为渭河地堑断陷冲积平原。
秦岭古生代褶皱山脉(北秦岭加里东褶皱带) 位于秦岭山前大断裂以南,东西横贯县境南部、从古生代至中生代三叠纪末,经过多次区域构造的强烈运动,多期多种岩浆活动,变质作用和混合岩化作用,形成多旋回褶皱的复杂构造带。特别是燕山期以来再度活动,使秦岭至今仍在上升。主要回返期为加里东构造期,该区域有一个背斜和一个向斜。
南五台至葫芦坡向斜 东西向斜,西起南五台,东于库峪葫芦坡入蓝田县境。县境内长约21公里,出露地层为上宽坪群黑云母石英片岩、变粒岩夹缘片岩、钙硅质岩、石英岩等,局部有中生代花岗岩类岩脉侵入,北部山外为第四系沉积物覆盖。
大寺村至捐天岭背斜 太白梁至葛牌复背斜亚带之延伸,大致为东西走向。秦岭主脊是其主体展布部位。复背斜北翼较陡,倾角45°~80°,北以神仙岔至红庙子断裂与复背斜北翼斜向相接。次级褶皱不太发育,南翼较缓,倾角18°~35°,略向西倾伏。出露岩层以前奥陶系黑云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、黑云母、白云、石英片岩夹角闪片岩、变质火山岩、大理岩、石英岩等为主,局部有中生代二长花岗岩及零星超基性岩侵入。
渭河断陷 位于秦岭北麓山前大断裂以北,为阶梯式下降的复式地堑构造。上覆巨厚的新生代沉积,基地为西安凹陷区的一部分,西北部邻近西安凹陷沉降中心地段。新生界沉积厚度可达500米左右(至今每年以数十毫米的速度沉降),向东南方向沉积厚度递减。
断裂构造 大的构造主要有神仙岔至红庙子断裂、秦岭北麓山前大断裂、庆镇至引镇断层。
神仙岔至红庙子断裂 为黄牛铺至皇台断裂中段的一部分,西起神仙岔,经观音山、万华山、罗汉坪、大峪板庙子、红庙子向东入蓝田县境。大致以东西向展布横贯全境。在终南山以北有明显破碎带。这一断裂属秦岭纬向构造体系,为压性断裂,后显张扭性,切割了前奥陶系宽坪群及秦岭群,并成为二者分界线,控制了石炭系沉积。但后期活动又切割石炭系中生代花岗岩。发生于前震旦纪,燕山期以来活动强烈,近代在喂子坪附近有弱震发生。断面北倾,倾角大于60°,断裂沿线有陡崖及宽百米左右的糜棱岩破碎带分布。
秦岭北麓山前大断裂 东西向横贯县境,断裂地貌标志非常清楚,为关中盆地与秦岭的分界线。断裂南盘为宽坪群及加里东、燕山期侵入体,北盘为第四系,断面倾角为50°~70°,倾向正北,为南升北降高角度正断层,破碎带宽数十米至上百米。在大峪口东侧可见几条近东西向小型扭张性断层,断面北倾,倾角60°~70°,属秦岭纬向构造体系,为俯冲压性断裂,后为张性。断面上有铁质、硅质薄膜及碳化现象。在子午镇南可见断裂角砾岩。祥峪口、沣峪口等地均可见到明显的断层三角面。据秦岭地区褶皱构造及地层分析,该断裂形成于燕山晚期,喜马拉雅运动时期加剧,现仍在活动。从而控制关中盆地新地层的沉积,近代又进一步活动。这一断层深切震旦系宽坪群、各期岩浆以及新生地带层,使县境沿山一线出现一东西向地热异常带。1957年后有弱震记录。
庆镇至引镇断层 为焦岱至新店子断裂带的西延部分(蓝桥—古城断层中的一段),形成于震旦纪。西起庆镇、灵感寺,经乔良寨、中江兆、尹村,于引镇南向东入蓝田县境。与秦岭北麓山前大断裂平行,属秦岭纬向构造体系,为盆地内下第三系分布的南界,中新统及上新统下部也分布于断层北侧。错断第三系,断距100~300米,上新世以前活动明显,其后活动不强烈,现仍有一定的活动性。为南升北降的高角度正断层。断层至兴隆乡间有一地热异常区。
北西断层组 长安县境内主要有五条,组成阶状隐伏断层组,东北向西南呈阶状依次下降。在县境内总体上组合成北西向复式地堑构造,致使沣、潏、浐诸河沿断层线发育。
沣河断层 西北走向,自沣峪口经东大、五星、沣惠,沿沣河过灵沼、马王,止于高桥,长约27公里,倾向东西,两侧新生界沉积厚度差异显著,西南面因沉降幅度大而沉积较厚。
抱龙峪至赤栏桥断层 自抱龙峪口过石佛寺、西仁村,止于赤栏桥,长约11公里,西北走向,倾向南西。在西仁村与解家庄间,有一地热异常区。
滈河断层 自四皓村沿神禾原西缘滈河谷地,经王曲、香积寺,延伸至郭杜镇附近,长约12公里,南北走向。断层使下更新统错动70米以上。在兴隆庄、百神庙、北堡寨间三角地带有一地热异常区。
潏河断层 自黄土坡沿潏河谷地过双竹村,顺
河道出县境,呈北西向展布,倾向南西。县境内长约23公里。为神禾原相对于少陵原下降的正断层,形成少陵原面高于神禾原面30~100米的阶状地形。
浐河断层 处于浐河谷地,河道东北,大致呈北西向展布,倾向西南。县境内长约15公里。为少陵原相对于白鹿原下降的正断层,形成白鹿原面明显高于少陵原面70~80米的阶状地形。
北东向阶状隐伏断层组(又称临潼—长安断裂带) 县境内主要有三条:
余下至三桥隐伏断层 自户县余下经长安的东正庄、里兆渠、石匣口、谷雨庄、王家巷进入西安三桥镇,延伸至高陵县境。走向北东。西北为渭河一级阶地,东南为二级阶地(旧称细柳原)。
长安至夏殿隐伏断层 大致自酒务头、香积寺、水磨、北里王村向东北延伸,沿长安至雁塔春临洼地方向展布,在地貌上有所显示,全新世以来活动很不明显。曾有人在北里王村附近与该断层走向垂直的六个孔进行测试,得出经迹密度为30~40个/mm
2,属正常值,不影响普通楼房建筑。
杨村至鲍陂断层 自鱼包头经杨村、鲍陂、甘寨、常家疙瘩向东北入西安灞桥区牛角尖(亦称牛角尖—鲍陂断层)。为长安—临潼断层的中段,断层中有甘寨、鲍陂、西北村、杨村等洼地分布,断层控制了第四纪以来沉积岩层的厚度和地裂缝的形成,南东侧高,北西侧渐次降低。在沿线鲍陂一带有上更新统古土壤层,断距6~8米左右,表明该断裂晚近期以来有过较强烈的活动。