天水盆地地貌上属渭河流域上游西秦岭地区向黄土高原的过渡区,是陇中盆地东南部的次级盆地。通过对该流域上游多年来的研究发现,天水盆地从新近纪起始就广泛发育了细粒的沉积地层序列,反映出喜马拉雅二期隆升虽然对渭河流域上游地区发生作用的范围较广,但强度还是比较有限的,并未造成大的地形反差。基于对该流域上游的野外广泛实地考察,选取了天水盆地西南缘的喇嘛山剖面进行了古地磁年代学、沉积相及沉积环境等方面的研究,获得了11.1 Ma至2.6 Ma的磁性地层年代序列,并通过对沉积相和沉积环境的分析,揭示出这一地区新近纪沉积环境的演变经历了从甘泉组(>11.1 Ma)的洪泛平原相,到尧店组(11.1-7.4Ma)"斑马层"的浅湖相,再到杨集寨组(7.4-3.7 Ma)洪泛平原或湖滩泥坪相,最后发育了喇嘛山组(3.6-2.6Ma)的典型湖泊相,指示该区新近纪是一种普遍发育河湖相与洪泛平原相的沉积环境。此外,研究还发现甘泉租、尧店组和杨集寨组之间是平行整合接触,地层略微向北东倾斜,而喇嘛山组则以低角度不整合方式覆盖于不同时期地层之上,证实该区约在3.6 Ma左右曾遭受强烈抬升而造成沉积间断,并使之前的地层遭受了剥蚀,这正是青藏运动A幕在渭河上游流域的明显表征。其后的3.6-2.6 Ma时期,盆地局地发育了典型的灰绿色湖相喇嘛山组沉积,地层水平发育,且分布范围较小,应属山间盆地沉积阶段,反映渭河上游流域现代地貌格局的雏形已逐渐形成。