自然地理的空间差异即地域差异，是自然地理系统（自然区域）地域分异的结果，是指自然地理系统各组成要素及整体在地球表面沿一定的方向发生的组成、外貌、结构等的空间分化以及因此形成不同等级的自然地理系统的过程或现象。地域分异是一种客观现象，主要由地球内部运动和太阳辐射在地球表层分布不均引起。贵州的自然地理差异主要受地壳运动的影响，是地球构造运动在地表的反映。
一、地质岩性差异
（一）地质构造
贵州地处两个大地构造单元——扬子准地台和华南褶皱带之间。铜仁—玉屏—镇远—凯里—丹寨—三都—独山麻尾一线以东的黔东南和铜仁部分地区为华南褶皱带，以西为扬子准地台。扬子准地台又分为黔北台隆、黔南台陷和四川台坳三个部分。以温水—习水县城—醒民一线为界，西北属四川台坳，西南为黔北台隆；以镇远—福泉—贵定—贵阳—平坝—安顺—镇宁—贞丰—册亨—兴义—巴结一线为界，西北为黔北台隆，以南为黔南台陷。
（二）地层与岩性
贵州出露地层比较齐全，从元古代到新生代地层均有出露，沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类岩石都有分布，其中沉积岩占主导，碳酸盐岩地层分布面积最广，是著名的“沉积岩王国”“喀斯特中心”。总体而言，贵州东部的黔东南和铜仁，以前寒武纪古老的变质岩为主，其余地区以古生代到中生代的沉积岩为主，具体分布如下。
岩浆岩：贵州的岩浆岩分布比较零星，面积不大，主要分布在黔东南和梵净山区。其中，梵净山、余庆县相对集中，主要为基性岩和超基性岩，如辉长岩等。
变质岩：贵州的变质岩以区域变质为主，集中分布在黔东南和梵净山区，多为浅变质的陆源碎屑岩和中酸性岩浆岩变质岩，属前震旦系和震旦系地层。黔东南前震旦系主要为广泛分布的厚13000余米的下江群巨厚层浅变质岩。
沉积岩：贵州沉积岩类型多，分布广，时代全。贵州的沉积岩从古生代到新生代都有分布，其中尤以中生代地层分布最广。
震旦系（Z）：主要分布在福泉—松桃一线以东、以南的黔东南和铜仁地区，尤以黔东南最为集中，黔中、黔北局部也有分布。黔东南的震旦系沉积岩主要为浅海相白云岩和陆源砂岩。黔中、黔北局部的震旦系地层分布以硅质岩、泥质白云岩等为主，开阳等地有凝块岩、紫红色黏土岩分布，黔北有碳质页岩、冰碛砾岩等分布。
寒武系（∈）：贵州寒武系沉积类型多样，主要分布在三都—贵阳—安顺—赫章一线以北、以东地区，该线以西、以南未发现，集中分布于铜仁、遵义、贵阳和黔南、黔东南西北部。贵州寒武系地层分上中下三段，上统（∈3）以白云岩为主，有灰岩、碎屑灰岩、泥灰岩、页岩等出露；中统（∈2）以白云岩、灰岩为主，下部页岩夹泥质灰岩；下统（∈1）上部以泥岩、页岩为主，下部以硅质岩为多。
奥陶系（O）：贵州奥陶系主要分布在黔北、黔东北和黔中东部。岩性以灰岩为主，上部有砂质页岩，生物化石丰富。
志留系（S）：贵州志留系地层分布不广，主要分布在黔北、黔东北和黔南都匀一带，岩性以砂岩、页岩、泥岩等为主。
泥盆系（D）：贵州泥盆系地层主要分布在赫章—纳雍—安顺—贵阳—黄平—雷山—三都一线以西、以南地区。岩性主要为潟湖相灰岩、泥灰岩，底层分布有砂岩、页岩等类别的碎屑岩。
石炭系（C）：贵州石炭系主要分布在贵州南部、西南部和西部，范围比泥盆系要大，集中出露区域为三都—瓮安—金沙—毕节一线以西、以南，为近岸浅海台地相和远岸浅海台地相沉积类型，以灰岩、白云岩为主，夹砂页岩。贵州石炭系十分发育，沉积类型多样，化石丰富，为贵州重要的含煤地层。
二叠系（P）：贵州二叠系极为发育，几乎全省均有分布，沉积类型齐全，生物化石丰富。贵州的早二叠系以碳酸盐岩为主，晚二叠系则比较复杂，贵阳地区上二叠系以砂页岩为主，龙潭组为贵州最重要的含煤地层。
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