白洋淀在地質(zhì)構(gòu)造上是屬渤海凹陷（新華夏沉陷帶）的一部分 。早在海西運(yùn)動(dòng)時(shí)期曾兩度下降，最后在第三紀(jì)末才沉沒(méi)于海水之中，形成當(dāng)時(shí)的北京灣 。由于黃河和海河水系沖積扇和三角洲的成長(zhǎng)發(fā)育，河北平原逐漸出露水面，沖積扇和三角洲上的坡流與分流，彼此匯合于沖積扇或三角洲的邊緣地帶，使洪水漫衍的低洼處儲(chǔ)水成為湖洼 。這些洼地和湖泊成不連續(xù)的帶狀分布，如東淀、白洋淀、文安洼、大浪淀、千頃洼以及沿海的一些其他洼地等 。
白洋淀形成以后，由于水文氣候的變化，海陸進(jìn)退交替，人類開(kāi)發(fā)利用等，致使古白洋淀經(jīng)歷了時(shí)而擴(kuò)張，時(shí)而收縮的演進(jìn)過(guò)程 。在距今萬(wàn)年左右的全新世，古洼地湖泊又經(jīng)歷了時(shí)而擴(kuò)張、時(shí)而收縮的演變過(guò)程 。早全新世后期（距今10000－7000年），由于東南的熱氣團(tuán)進(jìn)人，雨水多、泥沙多，加之海面上升，干涸的洼淀再度擴(kuò)張 。
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