蜂桶寨自然保護(hù)區(qū)地處四川臺(tái)向斜與川西地槽的交接帶,，是揚(yáng)子古陸西北緣，全境為龍門山褶斷帶所控制,。保護(hù)區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)經(jīng)歷地殼運(yùn)動(dòng)和剝蝕夷平過(guò)程,，方形成了今日的地質(zhì)地貌形態(tài)。元古代晉寧,、澄江運(yùn)動(dòng)后,，寶興背斜形成“寶興雜巖”，北東方向在地質(zhì)史上不斷隆起,。在隆起過(guò)程中,，由于巖漿填充，保護(hù)區(qū)生成大型含鉀巖石和石棉,、鉻,、銅,、鎳、鐵等礦物,。沿背斜線脊線出露的古隆起,，長(zhǎng)時(shí)間露出水面，有“寶興古隆”之稱,。

早古生代由于加里東運(yùn)動(dòng),，保護(hù)區(qū)下沉為海，直到古生代晚期華力西運(yùn)動(dòng)后又隆起,，生成碳酸鹽巖,，石膏、銻,、鐵,、石灰石、鋁土和煤,。保護(hù)區(qū)缺失石炭系,，泥盆系蓋成十分發(fā)育，最厚可達(dá)數(shù)千米,，且化石豐富,。區(qū)內(nèi)有上泥盆系統(tǒng)沉積的赤鐵礦和中、下泥盆統(tǒng)熱液填充的鋁,、鋅伴生礦,。

中生代三疊紀(jì)印支運(yùn)動(dòng)興起，保護(hù)區(qū)于晚三疊紀(jì)結(jié)束海浸歷史,。龍門山褶斷帶表現(xiàn)劇烈,，三疊紀(jì)以前的地層全部被褶皺。劇烈褶皺斷層作用促使走向向南的大規(guī)?；瑒?dòng),，生成金湯弧構(gòu)造。原來(lái)隆起的單背斜成為復(fù)背斜,；原來(lái)的拗陷成為復(fù)向斜,。老斷裂復(fù)活，新斷裂出現(xiàn),，形成北川－寶興斷裂,。深斷裂巖漿侵入，區(qū)域變質(zhì)由前山至后山逐漸加深,，形成中型大理石礦,。在強(qiáng)大外力的逐蝕下，元古代基巖出露地表,，被李四光命名為“寶興雜巖”,。由于燕山運(yùn)動(dòng)的影響,，寶興背斜擠壓強(qiáng)烈，斷層十分發(fā)育,，經(jīng)剝蝕侵蝕,，形成“飛來(lái)峰”的孤山。

新生代喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng),，使川西北高原整體抬升,，進(jìn)一步褶皺隆起，出現(xiàn)龍門山褶皺帶構(gòu)造變形,。這主要是由系列高度沖斷層自北向西向東南不斷仰沖,，從而出現(xiàn)迭瓦式的斷層群構(gòu)造。第四紀(jì)以來(lái),，受喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng)影響,，川西抬升加快，進(jìn)一步褶皺,、隆起,。上升過(guò)程中，一方面遭受剝蝕形成第三級(jí)夷平面,，另一方面河流進(jìn)一步下蝕形成今日的深切“v”形河谷,，切割深度600－1 000米之間。由于上升運(yùn)動(dòng)的間歇性,，沿河谷地帶形成1－3級(jí)堆積階地,，侵蝕堆積階地和基座階地。階地傾斜方向與河水流向基本一致,。

保護(hù)區(qū)地處龍門山褶斷—推覆構(gòu)造帶的南段,，是四川東部地臺(tái)區(qū)和西部地槽區(qū)兩大構(gòu)造單元的分區(qū)斷層（五龍沖斷層和雙石沖斷層）的通過(guò)地帶。這里地殼運(yùn)動(dòng)活動(dòng)頻繁,，是“寶興地震活動(dòng)帶”的一部分。