北山山系是由一系列的大大小小的山脉组成,但总的来说由桥山、黄龙山、子午岭、陇山四座山脉组成。北山是陕北黄土高原与关中渭河平原的分界岭,北部是沟壑纵横的黄土高原,南部是一马平川的关中平原。北山山系海拔1000—1800m,主要由中生界和古生界砂页岩、砾岩组成,植被覆盖率高。北部低山丘陵分为南北两列。北列低山丘陵海拔1500~1800米,为中生代砂页岩和砾岩构成,山顶有小片黄土覆盖,人们称其为“石山土戴帽”。山上多有次生林分布,山麓梁大沟深。主要峰岭有凤翔县的老爷岭(海拔1678米)、永寿县和麟游县之间的永寿梁(海拔1464米)、旬邑县的石门山(海拔1855米)、宜君县的庙山(海拔1734米)、韩城市的大岭(1783米)等。南列丘陵山地海拔1000~1600米,断续分布于黄土台原间,宽仅5~10公里,山体由寒武—奥陶系石灰岩构成,山顶偶有黄土覆盖。自西向东有岐山县的岐山(海拔1651米)、东崛山(海拔1675米),扶风县的瓦罐岭(海拔1579米),乾县的梁山(海拔1048米),礼泉县的五峰山(海拔1467米)、九嵕山(海拔1271米),泾阳县的北仲山(海拔1614米)、嵯峨山(海拔1423米),富平县的将军山(海拔1347米)、金粟山(海拔1241米),蒲城县的尧山(海拔1097米),合阳县的梁山(海拔1543米)等。两列山地之间分布着宽20~30公里的黄土台原。
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