千山在漫长的地质构造史中，经历了多次构造运动，海陆沧桑5次变迁。千山系长白山支脉，辽河与鸭绿江的分水岭，是辽东半岛的脊骨。据地质考察，大约4亿年前。千山一带是一片海洋，到古生代末期开始隆起露出水面形成陆地。大约一千万年前，经过漫长的地壳变化。初步形成了千山地貌的基本轮廓。千山的岩石上至今还保留着贝壳化石等退海的痕迹。大约在二百五十万年前，燕山造山运动，使千山进一步隆起，致使少数山峰达到海拔1000米以上。后来，又经过地壳的不断运动、球状风化和大自然的风霜雨雪冲刷雕磨，才逐步形成现在的山峻岩峭、沟深谷窄的地貌特征。 千山是燕山期侵入花岗岩体剥蚀低山丘陵地貌，山峰陡峭，地形高差较大，在2公里地形剖面，高差300～480米。千山风景名胜区分为千山主峰和中麓、北麓、西麓4条较大的山脉脊骨。仙人台国家森林公园包括主峰和中麓山脉脊骨。主峰为千山最高峰仙人台，海拔708.5米，俗称鹅头峰，山貌成浑圆状，周围向外伸出8岗8谷，呈八角状。中麓山脉脊骨，东西走向，东至庙尔台村南，西至将军峰，东低西高，南北两侧向外伸出5岗5谷，均向东顺斜，形成鱼鳞状。
据国家地质界的权威专家考察千山风景区，确定千山风景区起伏峰峦形成于燕山期造山运动，为典型的粗粒花岗岩地貌，给予很高的评价，国内也不多见，距今已有1.8亿年历史。地质地貌特异，地下矿藏特别是地热资源储量丰富，物种众多，距今38亿年的古石山体(世界上仅4处)就在千山风景区内，千山本身就是活化石。 千山花岗岩内部带为中粗粒花岗岩、中粗粒黑云母花岗岩、细粒文象花岗岩等。该岩体侵入时代为中侏罗纪，岩体以富钾为特征，钾长石含量达60～95%
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