堆積盆地

リソスフェアが、リフティング（発散型プレート境界に関連する）やリッジプッシュ、トレンチプル（収束型プレート境界に関連する）などのメカニズムによって水平方向に引き伸ばされると、その影響は二重になると考えられています。リソスフェアの下部の高温部分は、引き伸ばされている主要領域からゆっくりと「流れ」、上部の低温で脆い地殻は断層（亀裂）や破砕を起こしやすくなります。これら二つのメカニズムが複合的に作用することで、引き伸ばされた領域の地表が沈下し、地形的な窪地が形成されます。この窪地には、しばしば水や堆積物が堆積します。（例えるなら、ゴムを伸ばすと中央が薄くなるようなものです。）

地殻の伸張によって形成された盆地の一例として、北海が挙げられる。北海は、重要な炭化水素資源の埋蔵地でもある。また、ネバダ州の大部分を占める盆地山脈地帯も同様の特徴を持ち、地塁と地溝からなる一連の構造を形成している。

大陸リフトが発生している発散境界での地殻伸張は、海洋形成につながるか、リフト帯の崩壊につながるかのいずれかの、初期の海洋盆地を形成する可能性がある。リソスフェアの伸張の別の表現としては、中央海嶺を持つ海洋盆地の形成がある。紅海は、プレートテクトニクスの観点から見ると、まさに形成されつつある海洋である。紅海の河口は、インド洋海嶺、紅海リフト、東アフリカリフトが交わる地殻三重点でもある。このような海洋地殻の三重点が地表に露出しているのは、地球上でここだけである。これは、三重点の高い熱浮力（熱沈降）と、紅海に対するダムとして機能する海底地殻の局所的な褶曲帯によるものである。

岩石圏の撓みは、地域的な沈降を引き起こし、堆積盆地の形成につながるもう一つの地質力学的メカニズムです。岩石圏に荷重がかかると、弾性板のように撓む傾向があります。岩石圏の撓みの大きさは、加えられた荷重と岩石圏の撓み剛性の関数であり、撓みの波長は岩石圏プレートの撓み剛性の関数です。撓み剛性自体は、岩石圏の鉱物組成、熱体制、および岩石圏の実効弾性厚さの関数です。^{[ 4 ]}

プレートテクトニクス過程のうち、リソスフェアに十分な負荷をかけて堆積盆地形成過程を引き起こす可能性のあるものには、以下のようなものがある。

• 造山運動による新たな山脈の形成は、大規模な地域的な地形的高地を作り出し、それが岩石圏に負荷をかけ、前地盆地を生み出す可能性がある。
• 沈み込みの結果としての火山弧の成長、あるいはホットスポット火山列の形成。
• 付加体の成長と、それが上盤プレートに押し上げられることは、前弧海盆の形成に寄与する可能性がある。

堆積盆地が形成され始めると、盆地を満たす水と堆積物によって生じる荷重がさらに荷重を生じさせ、その結果、リソスフェアのたわみがさらに増加し​​、盆地の形成原因に関わらず、盆地を形成した元の沈下が増幅される。^{[ 4 ]}

地殻プレート、特に若い海洋地殻や最近伸張された大陸地殻が冷却されると、熱沈降が起こります。プレートが冷却されるにつれて、熱収縮によって収縮し、密度が高くなります。液体に浮かぶ固体に例えると、地殻プレートの密度が高くなると、アイソスタシーと呼ばれる平衡過程によって、下にあるマントルをより多く押し出すため、沈降します。

熱沈降は、特に海洋地殻において測定・観測しやすい現象です。これは、下層の地殻の年代と海洋の深さの間に明確な相関関係があるためです。新しく形成された海洋地殻は、数千万年かけて冷却されます。この熱沈降は、新しく形成された海洋地殻が下にあるリフト盆地、背弧海盆、受動縁辺部における沈降に大きく寄与しています。

横ずれ断層運動においては、リソスフェアの変形は、ほぼ水平な最大および最小主応力の結果として、主に地球の平面内で発生します。これらのプレート境界に関連する断層は、主に垂直です。これらの垂直断層面が屈曲部に達すると、断層に沿った動きによって局所的な圧縮または引張領域が生じる可能性があります。

断層面の湾曲部が離れると、横ずれ伸張領域が発生し、時には十分に大きく、長期間存続して、プルアパート盆地または横ずれ盆地と呼ばれる堆積盆地を形成することがあります。^{[ 7 ]}これらの盆地は、多くの場合、おおよそ菱面体形状をしており、菱形盆地と呼ばれることがあります。典型的な菱形盆地の例としては、死海リフトがあり、そこでは、アラビアプレートがアナトリアプレートに対して北方向に移動したことにより、横ずれ盆地が形成されています。

その反対の効果は横圧縮であり、湾曲した断層面の収束運動によって断層の両側が衝突する。ロサンゼルスの北にあるサンバーナーディーノ山脈はその一例で、サンアンドレアス断層系の湾曲部に沿った収束によって形成された。ノースリッジ地震は、本来横ずれ断層である断層環境において、局所的な逆断層と衝上断層が湾曲部で「密集」したことによって発生した。

堆積盆地の堆積物を構成する堆積岩が地表に露出している場合、従来の野外地質調査や航空写真撮影技術に加え、衛星画像も堆積盆地の研究に利用できる。

堆積盆地の堆積物の多くは地表下に埋没しており、しばしば海中に沈んでいるため、直接調査することはできません。地震探査データ取得によって得られた地震反射を利用した音響イメージングは​​、地震層序学という特定の分野を通して研究され、リモートセンシングによって盆地の堆積物の三次元構造を理解するための主要な手段となります。

岩石そのものの直接的なサンプリングは、ボーリング孔を掘削し、コアサンプルと掘削屑の両方の形で岩石サンプルを採取することによって行われます。これにより、地質学者は岩石の小さなサンプルを直接研究することができ、さらに非常に重要なことに、古生物学者はそれらに含まれる微化石（微古生物学）を研究することができます。

掘削時には、坑井検層と呼ばれるプロセスで、坑井の長さに沿って電子機器を移動させることで、坑井の調査も行われます。坑井検層は、坑井地球物理学とも呼ばれ、坑井周辺の岩石の電磁気特性や放射能特性、および掘削プロセスで使用される流体との相互作用を利用して、坑井の長さに沿った岩石の連続的な記録を作成し、それを一連の曲線として表示します。複数の坑井の坑井検層曲線を比較することで、特に地震層序と併用した場合、堆積盆地の層序を理解することができます。