西峡盆地是豫西南一系列白垩纪断陷盆地之一，位于秦岭东段的南段。中生代末期，这里处于东秦岭构造带上，因构造行动先后形成了沿北西至南东延伸的一系列断陷盆地，这些盆地构成了大大小小的内陆湖泊与河流。其后的大约1亿年的地质历史中、在地古界基底上沉积了白垩纪和第三纪的湖泊河流相地层。