渤海是叠置于华北地台上的中、新生代裂谷盆地。自晚古生代晚期上升遭受剥
蚀。印支构造阶段仍继承上升剥蚀状态。而中生代燕山运动对渤海区具有强烈的影
响，为渤海区断裂和火山活动的主要时期，北北东向及东西向断裂带代表了燕山运
动初始期的断裂活动。根据渤海周边地区及渤海海域部分钻井资料分析，一般缺失
早侏罗世地层，中、晚侏罗世火山岩与下伏地层呈不整合接触。中、晚侏罗世时，
在北北东向及东西向断裂作用下形成渤海盆地雏型。沿裂谷盆地充填碎屑岩沉积建
造及火山岩建造，火山岩主要为基性玄武岩及安山岩，由基性玄武岩逐渐向火山岩
过渡，地层分布严格受断陷盆地控制。白垩纪为盆地强烈的断陷阶段，辽东湾形成
了“二堑一垒”的构造格局，断陷盆地内有强烈的中基性-中酸性岩浆喷发和岩浆
溢出活动，白垩系以碎屑岩夹火山岩及火山碎屑岩为主的堆积。
中生代晚期，在燕山运动影响下盆地收缩上升，遭受剥蚀，普遍缺失晚白垩世
地层，渤海裂谷盆地发育第一阶段告一段落。
渤海盆地经历了一次准平原化过程，至新生代始新世，渤海盆地又开始了第二
阶段的裂谷发育，继承中生代二组断裂带进一步发育。始新世为裂谷盆地活动的初
发时期，仅在盆地东南部沉积有不厚的砂砾岩，至渐新世为渤海裂谷盆地发育高潮
时期，强烈的断陷作用使渤海断陷的幅度和深度达到了最大限度，新的断裂相继出
现，剧烈的断块差异升降运动使垒堑伴随而生，辽东湾由原来“一垒二堑”进而分
割成“二垒三堑”的新构造格局。渤海中部和南部北东向和东西向垒堑更加明显，
强烈的差异运动使断层两盘垂直落差可达数千米，断隆和断凹沉积厚度差异悬殊，
在渐新世时，断陷盆地急剧沉陷过程中相应堆积了一套巨厚的陆相碎屑沉积岩建造。
渤中地区下第三系沙河街组下部的沙三段，为一套以泥岩为主的湖相沉积，沙
二段为一套含砾砂岩与泥岩成互层的沉积岩，沙一段为一套暗色泥岩。上述岩系是
渤海盆地主要生、储油层。沙二段、沙一段与沙三段相比，厚度明显减薄，分布面
积缩小，说明自沙三段后渤海盆地逐渐趋向收缩，断陷速度缓慢下来。沙河街组的
沉积，沿同生断层而滑塌、滚动构造发育，亦反映盆地在这一时期具有强烈的沉积
性。
晚渐新世(东营期)，渤海盆地强烈的断陷逐渐缓慢下来，并由断陷向坳陷转化，
原来处于长期上升遭受剥蚀的断隆和垒块，至此亦沉没水下接收沉积。但东营早期，
断裂幅度仍相当大，在盆地内断陷中心逐渐向断隆顶部过渡，沉积厚度急剧变薄。
东营组为一套砂岩、泥岩，具湖相沉积特点。
进入晚第三纪时期，渤海盆地断陷活动基本停止，整体坳陷，形成统一坳陷盆
地，普遍接收馆陶-明化镇组沉积，上下第三系之间为明显的不整合接触。
第四纪更新世时期，海水侵入，始成为现今之渤海。