桃花峪是一條近北西向的谷地,是由於龍角山-大眾橋及與其相垂直的一條斷裂作用所致,此斷裂走向為NW350-320°,長達十多千米。該斷裂是在中生代近東西向水平擠壓力的作用下,利用了原來基底的北西向斷裂而形成的,兼有新老構造的特徵,繼承性明顯,多期活動明顯,表現為張、壓、扭的複雜的力學性質,並見其錯切南北向的輝綠玢岩,斷裂帶形成後,在流水的侵蝕作用下,形成了現在的桃花峪谷地,其岩性為泰山雜岩。
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