養老山地は，濃尾平野の西側に延長約25km，幅4～5kmで北北西–南南東方向に連なる山地である．この山地は美濃帯堆積岩類を構成する岩石からなり，濃尾平野北方の山地をつくる地層とまったく同じように，おもに砂岩と泥岩の互層からなり，チャートや石灰岩がとともなわれる．この山地はその地形に特徴があり，東側が急傾斜で濃尾平野に接しているのに対して，西側は緩傾斜で上石津町の牧田川の谷や三重県側の員弁川(いなべがわ)水系の谷に面している．この山地の東側に沿って走る養老‐伊勢湾断層は濃尾平野側で濃尾傾動運動を起こしているが，養老山地側でも傾動運動を起こしており，養老山地の部分が隆起しながら西へ傾く運動をしている．こうした傾動地塊であるために東側で急傾斜，西側で緩傾斜をなす山地が作られている．

養老‐伊勢湾断層によって山地が隆起することで，いろいろなことが起こっている．山地東側の急斜面は大きくみれば断層崖にあたるが，浸食が進んでいるために断層地形そのものはほとんど残っていないと考えてよい．養老町の『養老の滝』はこの断層崖を表わすものとよく言われるが，実際にはそれよりもかなり西側の山塊の中にあり，養老‐伊勢湾断層そのものの落差を表わすようなものではなく，直接関係していない．この東側急斜面を流れ下る谷は，山塊の隆起により傾斜を大きくしていくことになるから土砂の流出量が多くなる．そのため南濃町の盤若谷や羽根谷では，土砂の流出を押さえるために砂防石堰堤が三川(さんせん)分流工事を行なったオランダ人技師デレーケの指導により明治24年 (1891年) に中部地方で初めて築かれている．谷の傾斜が急になることは，濃尾平野へ流れ出る地点での傾斜の変わり具合を大きくさせることになるからそこに大小30個を超える扇状地が形成されている．大きな谷が形成した扇状地では，河川がその最も高いところを流れる天井川になることが多く，川の下を道路や鉄道が通るようになっている．

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