(1)盆地类型和特征
1.陆内裂谷盆地
陆内裂谷盆地包括克拉通内的对称裂谷和半地堑盆地。典型的例子包括非洲裂谷、莱茵河裂谷、贝加尔裂谷、里奥格兰德裂谷、陕西魏奋裂谷等。
1)的形成和演化特征
陆内裂谷盆地是在大陆岩石圈有限伸展作用下形成的，一般经历了热隆升、地壳伸展断陷和坳陷三个阶段(图9-1)。在热隆升阶段，岩石圈受到地幔上升热流的影响，产生穹丘和剥蚀，隆起上产生对称或不对称的伸展正断层组合(图9-1a)。这一时期，一些过碱性火山活动集中在隆起顶部及附近地区，并沿断裂带分布。伸展断陷阶段(图9-1b)，随着地壳拉伸变薄，穹窿顶部断裂塌陷，形成地堑或半地堑构造，地堑轴相对于裂谷两侧的总沉降可达5km以上，内部坳陷发育陆源红层或混有火山岩的蒸发岩沉积；裂谷肩部遭受强烈侵蚀，大量沉积物被搬运到裂谷外。裂谷内部接受了侧脊崩塌和滑坡造成的物质来源，形成了补偿或欠补偿沉积物。在坳陷阶段，由于地壳变薄，火山喷发能量消失，原隆起区下沉，断裂作用减弱，岩石圈整体坳陷，形成补偿性沉积(图9-1c)。
图9-1克拉通裂谷盆地发育特征
(据迪金森，1974)
2)盆地特征
沉积充填特征:由于裂谷盆地边缘坡度较陡，盆地内地形高差较大，沉积物来源主要来自裂谷内相邻的断崖和隆起块体，并沿裂谷内河道搬运。因此，裂谷盆地的沉积速率一般较高，持续时间较短。沉积体主要为淡水和咸水冲积扇及河湖相碎屑岩，常含石膏岩、煤和油页岩。裂谷演化早期，常为冲积扇和河流红色粗粒碎屑岩沉积，主要来源于倾斜断块的风化剥蚀产物；裂谷演化中期，沉积物变薄，湖盆扩张形成超覆，沉积的粘土岩和碳酸盐岩较多，有时可能有海水侵入；裂谷演化晚期以碎屑岩为主，粒度比中期粗。如中国东部中、新生代陆相裂谷盆地的沉积序列一般具有红-黑-红、粗-细-粗充填的特征，底部为裂谷初期的红色道德岩状粗碎屑岩(部分包括火山岩或火山碎屑岩)，主要反映冲积环境的沉积；突然向上转变为整体向上变细，可能有几个小旋回的暗色细碎屑岩为主要湖盆沉积(部分被断层控制的崖扇充填)；上部为浅湖-河相充填和充填阶段沉积，由红色中粗碎屑岩组成。半地堑内的沉积和充填受断层延伸速率、剖面形态、纵横向水系、气候等条件控制。
岩浆活动特征:裂谷盆地岩浆活动明显受断裂控制。裂谷过程伴随着多期基性和酸性(碱性)岩浆喷发和侵入。岩浆的成分取决于断层的深度。通常大陆裂谷火山岩是双峰式的，即玄武质和碱性富硅质岩浆同时喷发。它们可以是拉斑玄武岩-流纹岩系列或碱性玄武岩-粗面岩系列。与其他玄武岩相比，这类玄武岩的特点是明显富集碱金属元素和轻稀土元素。
构造特征:正断层及受正断层控制的地堑、半地堑构造发育。断层在平面上呈分枝状和网状，在剖面上呈铲状或犁状。
地球物理特征:盆地地壳薄，壳内有低速层或异常地幔，负布格重力异常，负磁异常，高导异常，高热流，地震活动频繁。
2.洲际裂谷盆地
陆内裂谷在伸展作用下进一步分离加宽，形成洲际裂谷(图9-2)，又称原始大洋裂谷或年轻被动大陆边缘。洲际裂谷的地壳性质为过渡地壳和部分洋壳，裂谷轴已位于洋壳上，成为典型的初始分离板块边界。典型的洲际裂谷类型有红海型(包括亚丁湾)和加利福尼亚湾型，是克拉通内部裂谷发展的产物。
图9-2洲际裂谷盆地
(据迪金森，1974)
1)的形成和演化特征
洲际裂谷的特征和演化过程:以南红海盆地的演化为例。红海裂谷形成于区域隆起之上，其周围广泛出露前寒武纪基岩。红海北部是代表陆内裂谷的变薄的大陆地壳，红海南部的轴部是代表海底扩张阶段的大洋地壳。Lowell等人(1979)详细研究了南红海盆地的演化，认为红海盆地的形成和发展经历了成拱、裂陷和裂谷三个主要阶段(图9-3)。成拱阶段发生在渐新世，前寒武纪结晶基岩形成区域性隆起带，顶部有张裂缝，河湖相沉积和陆相火山岩堆积。裂谷阶段发生在早、中中新世，期间发生强烈的裂谷作用，形成障壁-地堑构造格局和广泛的海侵。海相砂岩、蒸发岩和玄武岩互层，厚度2000 ~ 5000 m，覆盖渐新统陆相碎屑岩。上新世以来发生裂谷阶段，形成洋壳，洋壳由大洋拉斑玄武岩、辉长岩和辉绿岩组成，有海相软泥沉积，海底扩张延续至今。
图9-3红海的结构演化序列
(据洛厄尔等人，1979)
2)盆地特征
沉积充填特征:早期盆地是陆内裂谷的产物，接受河流携带的粗碎屑沉积物；中期为湖相泥岩、碎屑岩和蒸发岩的组合。它们是没有真正开启海洋形成阶段的沉积序列。当洋壳被拉张形成洲际裂谷时，变薄的过渡壳发育海陆交互相、海相泥岩、碎屑岩和蒸发岩。
岩浆活动特征:除裂谷期岩浆活动外，还有显示洋壳的拉斑玄武岩、辉绿岩和辉长岩，玄武岩以低钾拉斑玄武岩组合为特征。
构造特征:铲状正断层和刺穿构造发育。
其他特点:高热流，热流值高达90 ~ 180 MW/m。
红海盆地是一个典型的洲际裂谷盆地，以盆地演化各阶段发育的火山岩为特征，并伴有渐新世穹窿阶段河湖相沉积的碱性玄武岩。在早中新世—中中新世裂谷期，受地堑—障壁构造加强的影响，广泛海侵后发育了一套厚2 ~ 5 km的海相蒸发岩，以底部砂岩为代表。中中新世以来，红海进入真正的洲际裂谷阶段，下伏断块上覆盖的沉积物主要是碳酸盐岩和海相软泥。
3.奥拉古盆地
奥拉谷是指未成熟的裂谷或废弃的裂谷。也称为中止裂谷、停止裂谷、不发达裂谷等。
1)的形成和演化特征
霍夫曼等人(1974)总结了奥拉谷的形成演化过程(图9-4): ①穹窿是由于地幔物质上升，在穹窿顶部呈放射状断裂成三叉裂谷，裂谷之间的夹角约为120；②三叉裂谷的两个分支继续扩张形成洲际裂谷，并进一步发展为大西洋盆地，而另一个分支由于前两个活动裂谷的分离，在某一阶段停止扩张，从而成为废弃裂谷或流产裂谷。这个腐朽的裂谷由于失去地幔柱的支撑，由裂陷变为坳陷，被极厚的沉积物所充填，如西非的贝努埃沟，白垩纪以来被3 ~ 8 km的沉积物所充填，现在的尼日尔三角洲就是贝努埃奥拉谷的产物。(3)当相邻的洋盆闭合转化为褶皱造山带时，奥拉谷位于造山带的前陆，接受褶皱带的沉积物。
图9-4奥拉河谷演化模式
(据霍夫曼等人，1974)
2)盆地特征
早中期，奥拉谷接受了厚层裂谷沉积，物源方向为克拉通中的向阳盆地，物质成分为大陆碎屑沉积至浅海碳酸盐沉积，以及大量火山岩，沉积厚度比克拉通盆地大数倍。在晚期的奥拉谷，褶皱带供应前陆盆地，形成海相和非海相碎屑岩沉积。奥拉谷缺乏显示真正与造山带碰撞的洋壳和岩浆活动的蛇绿岩套。Dickinson(1976)在讨论奥拉谷的演化时认为，在裂谷早期和早期阶段，主要接受火山熔岩和受断层控制的崖扇沉积，物质的运移方向一般沿裂谷的向阳轴，而在邻洋闭合后，物质来自造山带，向克拉通运动。
Aola河谷的典型充填序列是Benue海槽，沉积了从早白垩世到新近纪约10km厚的海相、过渡海相和陆相碎屑岩、碳酸盐岩和海底扇。早白垩世，阿尔必阶中部为海相砂岩和砂岩页岩，阿尔必阶上部为石灰岩。晚白垩世海槽东部隆起为陆相含煤沉积；西部是贝努埃河早期的三角洲页岩，逐渐转变为河流相，现在是尼日尔河三角洲。
近年来，中国地质学家认为，从中元古代到早古生代有许多冲沟，如廖燕冲沟、贺兰冲沟、柘溪冲沟和康店冲沟。如贺兰山坳陷的拉古就是早古生代秦-齐-昆洋盆形成时，在华北陆块上沉降的裂谷。奥拉谷的发育从中元古代一直持续到早古生代，早寒武世-早奥陶世只是华北西部陆缘坳陷的一部分，但其厚度大于华北陆相坳陷。早奥陶世五峰期，奥拉谷开始强烈下沉，中奥陶世平凉期达到顶峰。晚奥陶世末，裂谷的发展又回到楔入华北陆块的奥拉谷。充填体主要为深水碎屑岩、浊积岩和台地相碳酸盐岩，局部有基性火山喷发和中酸性火山活动。
4.被动大陆边缘盆地
大陆裂谷演化为洲际裂谷-新生洋盆后，新生洋中脊发生板块扩张，早期裂解的大陆地壳成为向新生洋盆过渡的被动大陆边缘。被动大陆边缘盆地，又称成熟大陆边缘盆地或大西洋边缘盆地，是板块离散的结果。
1)的形成和演化特征
Dickinson(1978)将被动大陆边缘盆地分为两种类型:倾斜沉积的棱柱和大陆岩墙。前者主要是由于陆源碎屑物质供应不足，在阶地上发育碳酸盐-页岩相沉积，在坡脚和大陆隆起上发育浊积岩相沉积。后者有大量陆源物质的补给，波浪和洋流对堆积在大陆边缘的沉积物的破坏很小，使得沉积在大陆边缘的三角洲-海岸体系沉积物继续向海洋推进。
板块分离到一定程度后，早期裂谷大陆岩石圈逐渐衰减并引起热沉降，被动大陆边缘被海侵，形成巨大的大陆阶地-隆起沉积。由于沉积物厚度向陆地和向阳两侧汇聚，一般呈棱柱状，故板块观点称之为斜向沉积的棱柱体(图9-5)。受早期断裂作用的影响，沉积体发育基底碎屑岩，分布在靠近大陆至陆棚的滨海平原和大陆阶地近海，常为大陆隆起区的浊积岩沉积，并互连成深海扇(图9-5a)。由于过渡壳的热收缩和沉积物重力载荷的积累，沉积基底迅速下降，过渡壳与大洋壳的结合带发生挠曲。沉积物可以跨越过渡壳和大洋壳的边界，形成巨大的沉积体(图9-5b，c)，物质成分发育为碳酸盐岩和页岩相。
图9-5断层大陆边缘沉积棱体演化图(说明见正文)
(据迪金森，1976)
当陆源物质供应充足时，崩土斜棱体在向阳继续延伸，从而演化为大陆岩墙(图9-6)。大陆性防波堤是一个巨大而稳定的沉积体，其大陆坡过渡带可达真正的洋壳基底。陆相岩脉沉积体由一系列单凸镜组成，每个凸镜保持沉积相从最浅到最深，从储层发育良好的三角洲和海岸沉积体逐渐转变为富含有机质的前三角洲和斜坡相，再到浊流沉积。随着陆相岩脉的不断扩张，海岸沉积形成了连续的盖层，盖层遍布顶部，形成了有利的生储盖组合。下伏海相沉积中的穿盐构造和重力滑动形成的生长断层、同生构造可以形成良好的圈闭。
2)盆地特征
被动大陆边缘盆地的主要沉积物是海相碳酸盐岩和碎屑岩系。放射虫硅质岩、深海红色泥灰岩和白色细粒石灰岩在深水区有所增加。当有河流注入的海域时，三角洲深海扇可以发育。
图9-6大陆岩脉生长剖面示意图
(据迪金森，1976)
(图中短线为沉积界面，①-⑩为堆积序列。)
目前，大西洋两岸有典型的被动大陆边缘盆地实例，显示了从裂谷盆地向成熟大陆边缘盆地演化的过程，具有从崩落棱柱体向大陆岩墙盆地发展的特征。如巴西东部的Recancavo盆地、Campos盆地、Sergipe-Aragos盆地、San Espirito盆地等，都是在早期裂谷盆地基础上演化而来的被动大陆边缘盆地。其演化过程经历了前裂谷克拉通盆地阶段、陆内裂谷阶段、洲际裂谷阶段和被动大陆边缘阶段。①前裂谷克拉通盆地阶段:早白垩世以前，巴西和非洲是统一的克拉通盆地，其内部沉积体下部为河流相红色砂泥岩，底部为蒸发岩和灰岩(二叠纪？);上部为浅灰色细粒砂岩，具交错层理(三叠纪-侏罗纪？)。②陆内裂谷阶段:早白垩世早期，裂谷盆地发育非海相砾岩、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩和页岩夹灰岩，底部发现侵入岩脉和玄武岩。其沉积组合大致可分为三个旋回:冲积扇、扇三角洲和过渡相组合；湖相泥灰岩和页岩的组合；湖成壳灰岩和壳硅质碎屑岩的组合。各组合主要由底部为静水环境的页岩和富含骨屑的粉砂岩组成，向上过渡为地壳灰岩和页岩互层，是典型的受断层活动控制的向上浅旋回。盆地内发育高角度正断层、半地堑式凹陷和半地垒式凸起，断层活动强度和密度大。③陆间裂谷阶段:早白垩世晚期，岩石圈裂谷作用主要表现为新洋壳的扩张，而早期大陆裂谷的裂谷作用基本停止。在此期间，巴西盆地的沉积体由过渡相、扇三角洲、湖相砾岩、细粒砂岩、暗色页岩、石灰岩和蒸发岩(石膏、岩盐、钾镁盐等)组成。)，发育于前一旋回的不整合面上，可分为陆缘层序和蒸发岩层序:陆缘层序物源来自盆地北部，部分来自盆地内部高地，由砾石和页岩组成的冲积扇三角洲、塞卜哈和倪萍组成。蒸发岩序列中蒸发岩的分布呈带状，白云岩和硬石膏分布在盆地的浅部，而钠盐和钾盐分布在盆地的中部，这说明当时大西洋很弱，相当程度上是封闭的。④被动大陆边缘阶段:晚白垩世至今，由陆棚、陆坡、扇三角洲和台地相碳酸盐岩、砂岩和页岩交替组成，可分为四个层序:浅海碳酸盐岩层序，近源区发育扇三角洲碎屑岩，其他地区以砂质白云岩或球状泥质灰岩为底，向上过渡到白云岩、球粒灰岩和鲕粒灰岩，呈浅上升旋回；半远洋层序是一个向上加深的层序，从生物扰动的块状泥质灰岩逐渐向上变化到韵律的泥灰岩和黑色页岩互层，整个层序中的浊积砂岩指示短期海平面下降；深水海相层序由斜坡和盆地环境中的页岩和砂质海底扇浊积岩组成，在盐丘区发育薄而致密的剖面，在一些凹陷发现重力断层；在浅水海相层序中，自古新世以来，盆地内发育了一个巨大的浅海沉积楔，砂岩发育于高能陆架环境，页岩发育于低能深水环境，碳酸盐岩在高海平面处沿陆架坡折带浅滩沉积，在深水区形成了一个远洋平覆层。
据研究，从新元古代到中生代，中国有被动大陆边缘盆地分布。比如新元古代到早古生代，中国和西伯利亚之间有一个古中亚洋，秦岭-祁连-昆仑造山带当时就发展成了古中国洋。中国与冈瓦纳大陆之间存在原始特提斯洋，在这两个洋的两侧发育了中生代新特提斯洋开合过程中形成的班公湖-怒江洋和雅鲁藏布江洋。
中国被动大陆边缘盆地充填序列主要表现为碳酸盐岩由浅台地向深斜坡和盆地相泥灰岩、硅质岩、泥岩发育，下伏沉积物为裂谷期陆源碎屑沉积或碳酸盐重力流沉积。秦德宇等人(1992)和高长林等人(1993)对华南陆块北部陆缘盆地研究后认为，该盆地的形成演化经历了三个阶段:①裂谷期(新元古代)，在中元古代浅变质岩带的基础上产生裂谷作用，发育陆相碎屑岩、浅海碳酸盐岩和火山岩。②强漂移期(晚震旦世-中奥陶世)，在此期间秦岭-昆仑洋强烈扩张，华南陆块北侧强烈漂移沉降，形成受正断层控制的断层被动边缘。a型花岗岩-辉长岩-辉绿岩套及壳源碱性中基性火山岩和岩脉广泛分布，沉积岩主要为半深海碳质泥质岩、碳质硅质岩和钙质岩，夹浊积岩和砾石。深海泥中的钙质浊积岩和硅质泥质岩；(3)残留盆地期(晚奥陶世—志留纪)，被动大陆边缘由伸展期的整体沉降发展为以补偿充填为主的残留盆地，沉积物由上奥陶世的笔石复理石和碳质页岩转变为志留纪富含底栖生物的碳酸盐岩碎屑岩，对应秦-齐-昆洋盆地的消亡。