西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭微地块之间的边界断层,断层的几何学、运动学、动力学特征及其变形历史等的研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程、限定新生代盆地构造属性、揭示印欧板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘阶段性隆升等科学问题具有重要的地质约束。本文通过对西秦岭北缘F1断层的带内物质组成及结构分带、几何学-运动学特征等的构造解析,辨认出F1断层存在6期构造变形:第一期为北西西走向、向北陡倾的韧性-韧脆性伸展正断层;第二期为北西西走向、向北陡倾或近直立的高角度逆冲断层,指示近南北向挤压缩短变形作用;第三期为近南北走向,且以南北向轴为对冲轴,向东或向西陡倾的对冲断层作用,指示了近东西向的挤压缩短作用;第四期为断层面近直立的北东向右旋、北西向左旋的共轭断层系统,指示了近东西向的挤压作用;第五期为断层面近直立的北东向左旋、北西向右旋的共轭破裂系统,指示了近南北向挤压作用;第六期为断层面近直立的近东西向左旋和近南北向右旋的走滑断层,两者构成了几何学-运动学协调的共轭破裂系统,指示了北东向挤压作用。结合西秦岭北缘沉积盆地在渐新世-中新世时期具有断陷盆地沉积序列特征、上新世具有类磨拉石的冲洪积扇粗砾岩特征和F1断层多期变形对新生代盆地沉积地层的控制和改造作用分析,认为F1断层第一期变形始于渐新世,且控制了渐新世-中新世伸展断陷盆地沉积;F1断层第二期变形使得渐新世-中新世伸展断陷盆地开始封闭、靠近F1断层的底部砾岩层卷入了挤压逆冲断层作用,断层拖曳使地层产状翘起变陡,这期变形持续到上新世冲洪积扇粗砾岩的出现;F1断层第三期与第四期虽都为近东西向挤压,但第三期变形为东西向对冲挤出,而第四期为北东向和北西向斜向走滑挤出,其动力学机制是否与青藏高原东北缘西部地壳增厚隆升诱发的中下地壳向东流动拖曳导致的上地壳东西向挤压缩短有关尚待证实,由于第三期与第四期变形的构造形迹在上新统韩家沟砾岩中不存在,因此,这两期变形的时代只可能是发生在中新世末期或上新世早期;第五期北东和北西向共轭破裂系统与第六期南北向和东西向共轭破裂系统在渐新统-中新统沉积地层和上新统粗砾岩地层中都存在,其时代无疑是上新世末期或第四纪以来的构造变形,但第五期共轭断层指示的最大主压应力为近南北向,而第六期最大主压应力为北东-南西向,两者夹角约为30°,说明两期构造变形的最大主应力方向发生了30°的顺时针旋转,这可能与青藏高原东北缘变形重组过程中块体旋转有关。上述F1断层丰富且复杂的构造变形形迹揭示的断层变形方式和历史演变对于澄清青藏高原东北缘新生代红层盆地构造属性在认识上的分歧和高原变形是均匀增厚变形和块体沿断层挤出滑移地壳变形机制的争论等提供了重要的构造依据。