1920年海原8.5级地震沿海原断层形成了一条长达215公里的新的地表破裂带,破裂带由7条不连续雁列断层段组成,破裂带最大水平位移为17m,平均水平位移为7.07m,最大垂直位移为5m。位移分布的不连续性与断层的不连续性是相适应的。海原断层全新世以来已经发生了5次8.5级左右的大地震。除了第二次地震年代为内插外,其它的年代均由兰州大学14c实验室测定出来:地震Ⅰ距今9360±75年,地震Ⅱ距今7830年(内插),地震Ⅲ距今6300±70年,地震Ⅳ距今3680±60年,地震Ⅴ小于200年即1920年地震。地震重现间隔是逐渐增加的,平均重现间隔为2325年。晚更新世以来海原断层左旋位移了500m,晚更新世晚期为200米,全新世以来为50m,平均左旋滑动速度为5mm/yr.。