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吕梁山前寒武系 <ref>[http://www.cas.cn/zt/jzt/wxcbzt/zgkxyyk2006dsq/cgyxm/200608/t20060826_2668000.shtml 全球寒武系年代地层新划分]，文章来源：中国科学院院刊 发布时间：2006-08-26</ref> 大面积出露。这里是吕梁运动命名地之所在，但吕梁运动的含义已经改变。"吕梁运动"一名由李四光1939年提出的"吕梁革命"演变而来。

吕梁山脉的地质构造为吕梁背斜褶皱断块山地。向北伸为两支，近东北方向为管涔山和芦芽山，其东面为云中山，向东北至雁门关与恒山相接。中段为关帝山，主峰位于太原西方，海拔2831米，又名南阳山。南段为火焰山、龙门山，端点为黄河东岸的禹门口。吕梁山脉西坡有厚层的黄土堆积，水土流失严重，是黄河中游重点产沙区之一。山脉东翼为断层构造 <ref>[http://www.cihai123.com/cidian/1109439.html 【断层】 基本信息（拼音,读音等）]，辞海之家</ref> ，山势陡峻，俯瞰汾河地堑中的忻州、太原、临汾盆地。山脉中高峰海拔多在2500米以上，对区域气候有明显的作用。