地表长期外露，遭受剥蚀，使初露峥嵘的太白山渐被夷平。到距今1亿年的中生代晚期，这里地势低矮起伏不大，呈现出准平原状态。约在距今1亿至7千万年之间的燕山运动中，太白山再度上升隆起，酸性岩浆再次浸入，使太白岩基组成更加复杂化，太白山为夹在两条近东西向大断裂之间的活动地块。这时，秦岭北侧大断层以渭河谷地向下断陷，此断层以南之太白山地块，南北产生不均衡的抬升。继燕山运动之后发生的喜马拉雅运动，是太白山上升最强烈的时期。当时太白山块体以跳跃方式急剧上升，北陡南缓更加明显，渭河谷地相对迅猛下降，使脊线迫近北部翘起，形成险峻之高山。故北坡陡峻，南坡相对较缓。

    从距今约7千万年开始的新生代以来，渭河谷底沉积物厚达5000～6000米，太白山顶海拔已上升到3771.2米，沉降和上升幅度已超过9000米。

    地壳的剧烈运动，对生物界既是一种灾难性的袭击，然而又是一种迫使生物发展进化的力量。一些幸免于难的物种通过改造自身，逐渐适应了新的环境而发展繁荣起来，一些物种被淘汰，还有一些被迁移。新生代初，整个秦岭包括太白山都还不高，故其南北生物差异不大。后来秦岭急剧升高，方使南北自然条件产生明显差异，生物随之明显分化。第四纪冰期的到来，一批生物又被淘汰，而更多、生命力更强的新生物继之出现。据地质钻探发现，约在第四纪以来的300万年中，渭河谷底下降的最大幅度已超过3000米。时至今，太白山以上升为主的新构造运动仍在继续着，故山顶忉保留着中生代准平原的部分残石和第四纪冰川遗迹。

    太白山由下到上分为低山区、中山区、高山区三种地貌类型，形态不一，特点各异。低山区黄土覆盖，中山区石峰发育，高山区保留冰川遗迹。

    该区在海拔800～1300米之间，地形起伏兼有黄土地貌与石质山地地貌的综合特点，相对高差不大，黄土掩覆，山头浑圆。山下基岩裸露处，水流常沿断裂带侵蚀切割，形成幽深峡谷。

    该区在海拔1300～3000米之间，北坡大体从刘家崖到放羊寺，南坡从黄柏塬到三清池，属石质中山区。大殿以下为深切谷地，沟谷断石呈“V”型，谷间山梁陡峭，多呈锯齿状。大殿以上石峰林立，山石峥嵘，巨石嶙峋，千姿百态。大殿至斗母宫一带层峦叠翠，势若屏风。大殿之东北梁上的麦垛石甚为奇特。斗母宫附近的花岗片麻岩柱峰，如巨大石柱，傲然挺立，直插云端。斗母宫至放羊寺间，多为巨大块状岩石，谷中岩石前拥后挤、重重叠叠。

    该区在海拔3000米以上至太白山顶峰，第四纪冰川地貌形态较清晰、保存较完整。该区第四纪冰川地貌遗留下来的部分，按冰川作用的类型分冰蚀地貌和冰碛地貌。按形态分，冰蚀地貌包括冰斗、角峰、槽谷；冰碛地貌仅为终碛堤。拔仙台是第四纪冰川活动中心，故各种冰川地貌多分布于它周围。

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