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根据汉江盆地的地层条件可以看出，该盆地自三叠纪末造山运动以来就不再受到海洋的侵袭。
侏罗纪时期，该盆地的低洼地区变成内陆湖泊，沉积有砂岩和页岩。
侏罗纪末的造山运动在这个盆地里非常剧烈，完成了盆地地貌的大轮廓。
波峰期，该盆地内仅汉中盆地有轻微沉积，其余可能为侵蚀区。
渐强末期的造山运动使该盆地地面抬升，产生褶皱和断层，形成了许多盆地和地堑，如郧县盆地、浚县盆地、丹凤—商县地堑、西夏地堑等。
这些盆地和地堑中沉积了第三纪红色岩系。
第三纪末至第四纪初发生的喜马拉雅运动导致该盆地整个地面隆起。秦岭、巴山、荆山、大洪山、大别山都因这次运动而重新升高为高山。
经过这次运动，这个盆地的地貌与现在基本相同。地形与气候汉江流域位于北纬3083411、东经1061211414，远离海洋。
该地区北部以秦岭、外房山脉和黄河流域为界，东北以伏牛山、桐柏山和淮河流域为界，西南以大巴山和嘉陵江流域为界，西南以江汉平原为界。东南部。
整个地势西北高、东南低，形成东南开口的喇叭状，使得东南季风可以直驱盆地。另外，北部秦岭山脉海拔一般在2500米至3000米之间。它们不仅具有抬升气流的作用，而且阻挡了北方冷空气的侵入，因此该地区成为中国南北气候交接区，盆地内气候较为温和。水系结构汉江属陕西省汉江上游。因此，山区河流发育，支流众多。长度超过50公里的河流有68条，长度超过100公里的河流18条。
水系分布呈不对称、树枝状。北岸支流比南岸支流更多、更长。河网密度也大于南岸。河网密度北岸为1-69公里/平方公里，南岸仅为1-52公里/平方公里。
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