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德州的四周，是一片一望无垠的沃土，这片沃土就是华北平原，这片平原的形成，经历了沧海桑田的演变过程。 德州所处大地构造部位为华北地台渤海凹陷区，约形成于3.6亿年前的古生代后期。该时期华北大地泰山、太行山、燕山等山脉上升隆起，平原部分则沉降为渤海凹陷。到第三纪中期的喜马拉雅山运动时期，渤海凹陷再次剧烈沉降至海平面以下，海水浸入凹陷地带，直到中更新世，华平平原仍为浅海。当渤海凹陷剧烈沉降至海平面以下时，黄河进入本区。黄河为世界上含沙量最大的河流，约经过200万年左右的冲刷、沉积，使地壳不断升高，海水逐渐下退，才形成广阔的黄泛大平原。在第四纪时期的近200万年内，德州所处地层已沉积厚度达230米左右，尤其近1万年内的晚更新世，平均沉积21.64米。 由于古黄河的长期冲积、泛滥和迁徙改道的影响，以及近代运河的泛滥冲刷，造成了目前德州的地形地貌景观。地形自西南向东北倾斜。地面最高处，位于夏津陈公堤高地，海拔 32.6米（黄海基面，以下同）；最低处位于庆云东北，海拔 5.3米。地面坡降在七千分之一左右。
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