地质 地貌 铜川地处鄂尔多斯台地与渭河断陷盆地的过渡地带，属黄土高原南缘的残原区，横跨两个地质构造单元。地貌复杂多样，山、川、原、梁、峁、台塬、沟谷、河川均有分布，境内山峦纵横，峪谷相间，台塬广布，梁峁交错。纵观全境，大致可分为五个地貌区：
西部子午岭山地区：该区以子午岭南部的桥山山脊与淳化、旬邑县为界。山势北高南低，海拔1300—1700米，最高峰庙山1734.2米。包括照金、柳林、瑶曲、金锁关、玉华、哭泉、云梦等乡镇的部分地区，面积1545平方公里，占全市总面积的39.8%。河谷梁峁、悬崖绝壁、瀑布溪流多有分布。主脊发地带梢林灌丛茂密，表面侵蚀较微；支梁地带植被覆盖率低；中山地区多为荒山秃岭，流水侵蚀、剥蚀强烈。
北部黄土高原丘陵区：该区地处陕北高原南部，与黄陵、洛川、白水等县相连，海拔多在1000—1200米之间，地形由西南向东北倾斜。包括太安、彭镇、五里镇等乡镇的全部或大部，以及哭泉、棋盘、雷塬等乡镇的部分地区。南北狭窄，东西较长，面积1025平方公里，占全市总面积的26.4%。黄土高原为该区的地貌主体，天然植被破坏严重，黄土裸露，沟谷松散物丰富，泥石流、泻流、滑坡比较普遍。
中部黄土残原沟壑区：该区在渭北北山以北、桥山东南的山间盆地之中，呈东北西南向展布，海拔900—1250米。包括高楼河、阿庄、红土、印台、王益、王家河、演池、关庄、石柱、小丘等乡镇的全部或部分地区。面积855平方公里，占全市总面积的22%。地势中部高、两端低，地形波状起伏，沟谷密布，地面支离破碎，塬梁和沟壑面积比例为6:4，沟谷相切割深度为100—200米，谷坡陡峻，沟谷较宽，普遍发育有三阶地。
东南部渭北北山地区：该区在渭北北山主脊北部，地质构造属鄂尔多斯台地南缘翘起地带，海拔高度900—1500米。包括孙原、黄堡、陈炉、红土、广阳、高楼河等乡镇的全部或部分地区。面积221.5平方公里，占全市总面积的5.7%。地貌由一系列较微起伏的黄土覆盖的中低山与丘陵组合而成，山脉呈东北西南走向，天然植被破坏严重。
南部川原区：该区主要在耀州区南部和新区，黄土台塬广布，河谷平原镶嵌。地质构造为渭河断隔盆地的一部分，堆积有巨厚的松散沉积层，表面为黄土所覆盖。包括耀州区孙原、寺沟、董家河、坡头镇和新区的全部或部分地区，面积235.5平方公里，占全市总面积的6.1%。海拔650—850米。地貌以平坦宽广的黄土高原和宽阔的河谷平原为主。
气候 铜川市地处渭北旱塬，系关中平原与陕北高原的过渡地带，属暖温带大陆季风气候，主要特点是四季分明，冬长夏短，雨热同季，冬季寒冷，夏季炎热，春季升温较快，秋季降温迅速，气温日较差较大，昼夜温差大。气候区可分为三个：南部台原温暖半干旱气候区；中东部残原温和半湿润气候区；西北部山地温凉湿润气候区。多年平均太阳辐射量为125.8～127.6千卡/平方厘米。年日照时数2250.7～2387.7小时，年内各季分布不均，秋冬较弱，春夏较强，12月最弱，6月最强。年平均气温9.7～12.7℃。近30年平均降水在543.4～676.3毫米之间，但各地间差异较大，台原区为543.4毫米，残原区为594.3毫米，山区为676.3毫米。白天多西南风，夜间多东北风，年平均风速2.3—3.2米/秒，残原区风速较小，台原区和山区风速较大；春季风速最大，夏冬季次之，秋季最小。近30年平均无霜期为199～227天，中部最小，北部略多于中部，南部无霜期最长。
河流 水系 铜川山高沟深，河流均是源头或上游，其特点是：流程短，水量少，水位低，比降大，易涨落，能利用者甚微。铜川境内的河流分为石川河和洛河两大水系。石川河水系主要由漆、沮二水组成，市内流域面积2240.8平方公里。石川河水系中流域面积10平方公里以上的支流67条，主要河流有漆河、沮河、赵氏河、浊峪河、清峪河、赵老峪河等。洛河为铜川东北部的界河，境内流程35公里，流域面积1648.8平方公里。洛河水系中流域面积在10平方公里以上的支流78条，主要河流有白水河、清河、五里镇河、雷塬镇河等。
土壤 土质 铜川市土壤分为9个土类、15个亚类、25个土属、73个土种。9个土类占全市土壤总面积的比例分别是：褐土为53.72%、黄绵土为30.3%、黑垆土为4.32%、新积土为2.02%、垆土为1.52%、潮土为0.06%、水稻土为0.03%、紫色土为0.02%，其分布规律是由南向北依次为褐土、黑垆土、黄绵土，山间河谷地多为沙壤质新积土、砂砾质新积土、壤质新积土、冲击型潮土、洪树型潮土、壤质新潮土、冲积型湿潮土；梁峁残原分布着白土、红粘土；原区分布着黑垆土、垆土；土石山地分布着砂砾岩褐土性土、泥质岩褐土性土。铜川的土质属微碱性，不仅适合于大多数农作物生长需要，而且有利于固氮菌类活动，能够增加固氮能力。
自然资源 铜川地处渭北旱塬，多山少水，自然资源具有鲜明的地域性。
野生植物资源：铜川境内有维管束植物为106科、384属、618种，5个亚种、38个变种。其中，蕨类植物为9科13属16种；裸子植物2科3属3种；被子植物95科318属599种，5亚种，38变种。
森林资源：全市共有林地面积142.1万亩，经济林30万亩，疏林地13万亩，灌木丛地49.95万亩。森林覆盖率为24.5%。主要树种有油松、山杨、刺槐、侧柏、桐树、苹果、核桃、柿子、梨、桃等。
草地资源：共有草地面积152万亩，可利用面积136万亩，多呈大面积连片分布。在300亩以上的草地105块，计100万亩，且等级较高。其中万亩以上的草场29块，面积59.3万亩。牧草67科、308种，主要有白羊草、铁扫帚、薄公英、硬质苔草等。草场分为农林隙地和山坡灌木丛两类，草质优良，可载畜19.98万个羊单位，发展牧业条件优越。
中草药资源：境内有中草药683种，已大量采集收购的有164种，主要为常参、黄芪、柴胡、黄芩、连翘、丹参等。
野生动物资源：铜川有野生动物68种，分属16目35科，其中兽类5目10科23种，主要为中华鼠、花鼠、岩松鼠、艾虎、水獭、草兔、野猪、狍等；禽类动物10目23种，主要有石鸡、环劲雉、喜鹊、鸢、楼燕、啄木鸟、杜鹃、麻雀等。
水资源：铜川水资源总量22042万立方米，其中地表水21069万立方米，地下水12607万立方米。目前，已探明的地下水可开采量4494万立方米，主要分布在耀州区漆、沮河谷区走马村川道、瑶曲川道和小丘、坡头、下高埝原。水质良好，宜饮用。
矿产资源：铜川矿产资源丰富，已发现的矿产资源有4大类20种，建材工业的水泥配料黄土、耐火粘土居陕西省第一位，陶瓷粘土、铝土矿居第二位，水泥石灰岩居第三位；全市煤田面积522平方公里，煤炭产量列全省总产量前茅。目前已探明保有储量分别为原煤25.60亿吨、油岩4.7亿吨、水泥石灰岩4.2亿吨、耐火粘土3400万吨、陶瓷粘土34.7万吨。
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