大館盆地
東北地方の西部では南北に内陸盆地が列状に分布している。米代川上流の花輪盆地、中流の大館盆地・鷹巣盆地、さらに雄物川中流の横手盆地、最上川中流の新庄盆地・山形盆地などがこれにあたり、これらを総称して「中央窪地帯」と呼ぶこともある。これらはいずれも、奥羽山脈の隆起(1500万-1200万年前)と、それに続く出羽山地の隆起によって他地域と切り離されてできたものである。そのためこれらの盆地では、奥羽山脈から西の日本海へ向かう河川が、先行河川となって盆地を横切り、出羽山地を南北に分断している。
大館盆地の場合には、奥羽山脈と出羽山地の隆起によって盆地の原型が形成されたのは鮮新世の前期で、500万年から400万年前と考えられている。その後、100万年前頃に新しい隆起によって花輪盆地が形成された。
その後、米代川の上流から中流の河岸段丘が十和田火山に由来する火山堆積物で埋められて平地が形成された。特に上流の花輪盆地や中流の大館盆地ではそれが顕著で、大館盆地では20万年から25万年前に火山堆積物の平坦面が形成されたと考えられている。その後、完新世米代川が沖積地を形成しており、川に沿った沖積地は水田として、火砕流の堆積面である舌状台地は市街地として発展している。
このように大館盆地は比較的新しい地質によって埋められているため、活断層の痕跡が乏しく、その存否は不詳である。