В строении рельефа дна выделяются: шельф, материковый склон и глубоководная котловина. Шельф глубиной
110-160 м достигает наибольшей ширины (свыше 200 км) в северо-западной части
моря; в остальных районах глубина его обычно менее 110 м, ширина от 10-15 км до
2,5 км (у берегов Турции). Материковый склон сильно расчленён подводными
долинами и каньонами; средние его уклоны 5¾-8°; в северо-западной части и у
Керченского пролива 1-3°. Крутизна отдельных участков достигает 20-30°. Между
Синопом и Самсуном почти параллельно берегу протягивается система подводных
хребтов длиной более 150 км. Дно котловины - плоская аккумулятивная равнина,
глубины которой постепенно увеличиваются к центру до 2000 м и более
(максимальная глубина моря 2211 м). Дно включает разнородные и разновозрастные
в геологическом отношении части. Большая часть впадины Черного моря расположена
в пределах Альпийской геосинклинальной
(складчатой) области. Земная кора под котловиной состоит из двух
слоев - осадочного и "базальтового", мощность осадочного слоя 10¾-16
км, причём верхняя его часть (не менее 3-4 км) залегает практически
горизонтально. Мощность земной коры в центральных частях котловины составляет
22-25 км, по периферии, где над "базальтовым" появляется гранитный
слой, - 30-35 км. Северо-западная шельфовая часть Черного моря охватывает южный
край Восточно-Европейской платформы и эпипалеозойскую Скифскую платформу.
Образование впадины Черного моря связывают либо с процессами "океанизации"
материковой земной коры, либо с реликтовой природой впадины как остаточного
бассейна древнего океана Тетис. Контуры современной впадины наметились в
олигоцене, когда поднятия в Малой Азии постепенно обособляли её и Каспийское
море от океана. После кратковременной связи со Средиземным морем в мэотисе
образовалось опреснённое Понтическое озеро. В конце понта Черное море
разобщилось с Каспийским морем. В течение среднего и верхнего плиоцена это
было, вероятно, опреснённое проточное озеро. В середине плейстоцена на короткое
время Черное море дважды соединялось со Средиземным морем и имело более солёные
воды. Во время последнего оледенения образовалось сильно опреснённое
Новоэвксинское озеро-море, которое 6-7 тыс. лет назад соединилось со
Средиземным морем через проливы, дав начало современному Черному морю.
Тектоническая активность проявляется в землетрясениях, эпицентры которых
расположены по краям впадины и в прилегающих районах.
В прибрежной зоне
преобладают грубообломочные отложения: галька, гравий, пески; по мере удаления
от берега их довольно быстро сменяют мелкозернистые пески и алевриты. В
северо-западной части широко распространены ракушечники и современные
ракушечные банки, населённые мидиями, устрицами и другими моллюсками. Для
склона и ложа впадины характерны пелитовые илы, карбонатность которых
возрастает к центру моря (местами превышая 50%); в карбонатном материале
значительную роль играют кокколитофориды. В юго-восточной части моря на
глубинах до 2000 м встречены отложения алевритов и песков, вынесенных мутьевыми
потоками.
Основные полезные
ископаемые: нефть и газ на северо-западе котловины; прибрежные россыпи
титаномагнетитовых песков (Тамань, побережье Кавказа).