沉积盆地是指在一定特定时期，沉积物的堆积速率明显大于其周围区域，并具有较厚沉积物的构造单元。如松辽盆地、渤海湾盆地等。从而对盆地历史的了解成为可能，这对于石油地质研究是十分重要的。
盆地中沉积物的性质取决于盆地的位置，如盆地位于陆内，则有陆相沉积物的堆积;如位于大洋中，则为海相沉积；如位于沿海地区，则有海、陆相两类沉积物的堆积;一个沉积盆地的发育，通常是经历了几百万年的历史，在如此漫长的地质时期内，其中沉积物的性质及沉积物的特征，都处在不断的变化中。盆地中的沉积地层记录了所有这些地质时期的演变。
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