中生代是鄂尔多斯盆地的大发展时期,内陆河湖相沉积极为发育,岩相、厚度相当稳定。地壳运动以整体升降为主,仅在侏罗纪末与早白垩世末的燕山运动中,地台盖层才发生轻微褶皱,形成宽缓的向斜,早白垩世晚期,盆地开始差异上升,东南部较高,遭受剥蚀;而西北部相对下降,成为沉积中心。当时地表由东南向西北倾斜,正好与如今相反。自白垩纪世末,全区缓慢上升,至中新世地表被剥蚀夷平,成为准平原,正因如此,盆地内普遍缺失古新统和始新统。在中新世末,或上新世初,由于构造运动的影响,这一准平原北隆南降,全区地势已转为西北高而东南低,地面总的倾斜方向与现代一致。鄂尔多斯盆地第四纪的构造运动,表现为差异性和节奏性上升。从更新世到全新世,地壳经历了由节奏性上升到较强烈上升的发展过程,所以在前第四纪古地貌基础上,不同程度地发生着侵蚀和堆积作用,同一地段在不同时期以及不同地段在同一时期形成的黄土堆积与河湖相沉积,构成了本区第四系的主要内容。特别是中更新世黄土,分布广,厚度大,构成塬、梁、峁的物质主体,该区的黄土地貌正是这样的基础上演化而来的。黄河的形成经历了漫长的地质年代。第四纪以前,流域地貌与现代基本接近,但尚未形成统一的黄河。至第四纪早、中更新世,流域内主要湖盆有共和、银川、河套、汾渭(三门湖)、华北等。这些湖盆除华北湖曾与海洋相连外,均为内陆型,各自形成独立的集水系统。由于各湖之间河流溯源侵蚀延伸的结果,致使湖盆相互串通,其先后顺序不尽相同,终于在晚更新世末至全新世初期形成了统一的黄河。所以秦晋千里长峡和壶口瀑布是在黄河的形成过程中,逐步形成的。地形地貌在黄河尚未形成统一的水系之前,秦晋峡谷地带当时大部分是注入三门湖的一条内陆河流。汾渭地堑在形成过程中,由于在不同地段和不同时段的差异性下降,因而形成一系列大小不等、深浅不一且彼此分隔的湖泊,象临汾、运城以及关中地区等自第三纪以来到第四纪初期,主要为湖泊、沼泽环境。特别是到上新世末,随着汾渭地堑张裂系的形成,湖泊规模越来越大,早更新世时,在现今的陕、晋、豫3省交界处,包括陕西关中地区。山西西南部和河南西部毗连的一块地方,形成一个面积约2.3万平方千米的湖泊一山门湖这个古潮就是关中、临汾—运城、灵宝—三门峡诸盆的前身,三门峡湖区的沉降和周围地区的抬升,加速了秦晋古河道的加深和延长。秦晋峪谷和壶口瀑布就是在这样的古地貌基础上逐步形成。壶口瀑布的形成和发展,是河床上裂点发展和移动的结果,裂点就是河流中突然形成的急坡地段。最典型的裂点就是瀑布,因为瀑布是河水垂直跌下的地方。因此,瀑布必须有一层坚硬岩石所成的“造瀑层”才不易被河水所侵蚀而使瀑布变为急流。瀑布的下面即有由瀑布冲下所成的深潭。如果造瀑层被蚀后退,那么瀑布前方就会形成一个不长的峡谷,表示瀑布不断后退的结果。壶口瀑布的地形正是这样。孟门曾经是壶口瀑布过去的位置。由于溯源侵蚀,裂点不断沿河向上游推移,瀑布下的深潭延伸成原河槽中的小河槽——即“十里龙槽”。如今这段黄河的裂点已到达龙王辿,即今之壶口瀑布;而孟门就是较近地质时期裂点后退与河流下切时遗留在河床的两个石岛。壶口瀑布、十里龙槽乃至孟门石岛,都是黄河水流冲刷出来,而水流的侵蚀作用,受区域地质构造、地貌、气候、水文等自然地理因素的控制,不同时期由于受各种自然条件的综合影响,壶口瀑布朔源迁移的速度与“龙槽”上延的速度不同,多年来瀑布跌水以每年3—4厘米的速度不断向上游退移,龙槽也以同样的速度向上游延伸。地貌特点陕西宜川县和山西吉县,均在黄土高原地区,其地貌类型以碎黄土塬为主,仅在黄河谷地两则狭窄的地带形成薄层黄土覆盖的石质丘陵。宜川的破碎塬主要分布在云岩河两侧和仕望河流域,塬面海拔1000—1400米,由西向东微倾,完整的塬面已遭破坏,被沟谷分割成一些小块塬地,其中牛家佃塬、阁楼塬、高柏塬等面积较大,隔黄河与山西的吉县破碎黄土塬遥相对应。破碎塬的下伏基岩古地貌系黄河干流后来穿过的一个山间盆地,上新世红土和早更新世黄土多被剥蚀,中更新世的厚层黄土奠定了黄土塬的基础,后期又有晚更新世马兰黄土堆积,在继承性河沟和现代冲沟作用下,逐渐成为破碎黄土塬。塬面不仅破碎,而且由谷缘向塬的中心部分,相对高差可达100—120米。如牛家佃塬东西宽数千米,南北长几十千米,由缓倾的阶状向主沟过渡,坡度由塬中心1—3度,向塬边增至10—15度,由于塬区河流皆汇于基准面很低的黄河,因而各种侵蚀作用都比较活跃。黄河两岸狭长的带状地区,为薄层黄土覆盖的石质丘陵,壶口一带出露的基岩主要是三叠纪的砂岩和页岩,其上覆着薄层的不连续的黄土,黄土厚度为0—40米。各处不一,丘陵顶部分呈梁、峁状,顶面高程一般为海拔1200米左右,与外围的破碎塬面的高程相近,高出黄河谷底400—500米。由于这里紧靠黄河峡谷,黄河的强烈下切,使其沿岸交流也随之强烈下切,因而将沿岸地表分割得支离破碎,形成覆盖着薄层黄土的石质丘陵。梁、峁起伏,沟谷深切。除梁、峁下部基岩裸露外,有些地段上覆黄土已遭剥蚀,基岩直接外露,呈现出一种基岩残丘景象。秦晋峡谷黄河流出黄土高原西部之后,沿着鄂尔多斯高原西缘和北缘的断陷盆地,由南向北,再折向东,拐了一个直角大弯。因受到吕梁山的阻挡,在内蒙古托克托南边的河口镇处,突然折向南流,大体在清水河县的喇嘛湾以南,进入黄土高原的东部。黄河急流南下,将陕、晋黄土高原分开。在潼关附近,由于受到秦岭的阻挡,与渭河水流的推动,黄河折向东,切穿陕、晋、豫之间的山地,出桃花峪,进入华北平原。从喇嘛湾到龙门,河长700多千米,除很少地段谷形较宽外,其余两岸大部分崖壁陡立,高出水面数10米至100多米,河道一般宽200—400米,为黄河干流上最雄伟壮观的长峡。其中河曲县到龙门段长达500千米——秦晋峡谷。号称千里长峡,峡谷沿途变化不大。河水保持南北流向,与河岸的古生代,中生代地层的走向大致平行。从府谷向南直到壶口瀑布,河道切割于三叠系砂岩、页岩之中,河谷两岸亦成陡崖,河宽约300—400米。龙门是秦晋峡谷的末端,谷底宽约150米,出露地层主要是奥陶纪石灰岩及石炭、二叠纪砂页岩类。两岸山岭绵亘,大致成北东—南西向延伸,成为汾、渭平原的屏障。黄河出龙门后,河床宽度突然扩展。秦晋峡谷远在上新世之前,就已具雏形,今之黄河大致沿着在唐县期剥蚀面上发育的古河谷下切而成。黄河下切的主要原因为上新世晚期山西台隆断开隆起,在禹门口龙门山发生正断层,北部地盘上升,南部下降,黄河遂下切于基岩而形成壮丽的峡谷。在间歇性上升与下切的过程中,在峡谷内形成五级明显的基座阶地。在吴堡和禹门口之间,最高一级基座阶地的相对高度为230—250米,其余四级相对高度分别为160—205米、75—95米、25—35米、8—12米。这五级阶地的成因并不能统归于地壳上升的结果,至少最低一级阶地是在更新世晚期黄土堆积以后,因气候变得比较湿润,流量增加,河流下切增强所造成的。