ร่องลึกครึ่งวงกลม (half-graben)คือโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่มีรอยเลื่อนอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของขอบเขต ซึ่งแตกต่างจากร่องลึกเต็ม วงกลม (full graben)ที่เป็นบล็อกดินที่ยุบตัวลงและมีรอยเลื่อนขนานอยู่ทั้งสองด้าน

รอยแยกคือบริเวณที่ธรณีภาคขยายตัวออกไปเนื่องจากเปลือกโลกสองส่วน แยกออกจากกัน บ่อยครั้ง ที่รอยแยกจะเกิดขึ้นในบริเวณเปลือกโลกที่อ่อนแออยู่แล้วจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาในอดีต^{[ 1 ]}รอยเลื่อนแบบขยายตัว จะก่อ ตัวขนานกับแกนของรอยแยก^{[ 2 ]} รอยเลื่อนแบบขยายตัวอาจมองเห็นได้ว่าเป็นรอยแตกในเปลือกโลกที่ทอดยาวลงมาเป็นมุมเฉียงกับแนวตั้ง เมื่อทั้งสองด้านแยกออกจากกัน ผนังแขวน ("แขวนอยู่เหนือ" รอยเลื่อนที่ลาดเอียง) จะเคลื่อนตัวลงด้านล่างเมื่อเทียบกับผนังฐาน^{[ 3 ]} แอ่งรอยแยกถูกสร้างขึ้นเมื่อเปลือกโลกบางลงและจมลง ในแอ่งรอยแยก วัสดุเนื้อโลกที่อุ่นจะผุดขึ้นมา ทำให้เปลือกโลกหลอมละลายและมักจะกระตุ้นให้เกิดการปะทุของภูเขาไฟ^{[ 1 ]}

แอ่งขยายตัวอาจดูเหมือนเกิดจากกราเบน หรือบล็อกดินที่ยุบตัวลงระหว่างรอยเลื่อนปกติขนานที่ลาดเอียงเข้าหาศูนย์กลางของกราเบนจากทั้งสองด้าน ในความเป็นจริง มักประกอบด้วยกราเบนครึ่งซีกที่ไม่สมมาตรที่เชื่อมต่อกัน รอยเลื่อนที่มีทิศทางความลาดชันตรงข้ามที่เชื่อมต่อกับรอยเลื่อนควบคุม หรือการเปลี่ยนแปลงความลาดเอียงเป็นระยะในรอยเลื่อนควบคุม ทำให้เกิดความรู้สึกว่ากราเบนมีความสมมาตรอย่างสมบูรณ์^{[ 2 ]}

เมื่อรอยแยกขยายตัว ขอบรอยแยกจะยกตัวขึ้นเนื่องจาก การชดเชยไอโซส แตติกของธรณีภาคทำให้เกิดลักษณะภูมิประเทศที่ไม่สมมาตรซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของร่องลึกครึ่งซีก ร่องลึกครึ่งซีกอาจมีขั้วสลับกันตามแนวแกนรอยแยก ทำให้หุบเขารอยแยกแบ่งออกเป็นส่วนๆ^{[ 4 ]}

แอ่งรอยแยกภายในทวีปและในทะเล เช่นอ่าวสุเอซรอยแยกแอฟริกาตะวันออกระบบรอยแยกริโอแกรนด์และทะเลเหนือมักจะมีแอ่งย่อยแบบครึ่งกราเบนหลายแอ่ง โดยขั้วของระบบรอยเลื่อนหลักจะเปลี่ยนแปลงไปตามแกนของรอยแยก บ่อยครั้งที่ระบบรอยเลื่อนแบบยืดตัวจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ในรอยแยกเหล่านี้ รอยเลื่อนขอบรอยแยกที่มีความยาวมากกว่า10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์)จะถูกคั่นด้วยโครงสร้างทางลาดเชื่อมต่อ ทางลาดเชื่อมต่ออาจเป็นเส้นทางให้ตะกอนถูกพัดพาเข้าไปในแอ่ง โดยทั่วไปแล้ว รอยแยกจะแตกออกตามแกนเป็นส่วนๆ ที่มีความยาว ประมาณ 50 ถึง 150 กิโลเมตร (31 ถึง 93 ไมล์) ^{[ 5 ]}  

สามารถกำหนดโซนการตกตะกอนได้สี่โซนในแอ่งครึ่งกราเบน โซนแรกคือการตกตะกอนบริเวณ "ขอบหน้าผา" ซึ่งพบตามแนวรอยเลื่อนหลักที่ล้อมรอบแอ่งครึ่งกราเบน บริเวณที่ส่วนที่ลึกที่สุดของแอ่งบรรจบกับภูเขาไหล่รอยแยกที่สูงที่สุด^{[ 6 ]} มีตะกอนเข้าสู่แอ่งครึ่งกราเบนข้ามรอยเลื่อนหลักค่อนข้างน้อย เนื่องจากความยกตัวของฐานหินทำให้พื้นดินด้านฐานหินลาดเอียงออกจากรอยเลื่อน ดังนั้นแม่น้ำทางด้านนั้นจึงพัดพาตะกอนออกจากหุบเขารอยแยก^{[ 7 ]} แต่เนื่องจากเป็นส่วนที่ต่ำที่สุดของแอ่งที่มีอัตราการทรุดตัวสูงสุด ขอบหน้าผาจึงมีอัตราการตกตะกอนสูงสุด ซึ่งอาจสะสมได้ลึกหลายกิโลเมตร^{[ 8 ]} การตกตะกอนนี้มักรวมถึงเศษหินขนาดใหญ่มาก เช่น ก้อนหินขนาดใหญ่จากการถล่มของหิน รวมถึงตะกอนรูปพัดจากผนังแอ่ง วัสดุอื่น ๆ จะถูกขนส่งข้ามหรือไปตามแอ่งน้ำไปยังส่วนน้ำลึกของทะเลสาบรอยแยกตามขอบหน้าผา^{[ 6 ]}

ตะกอนส่วนใหญ่จะเข้าสู่ร่องลึกครึ่งซีกตามด้านข้างของกำแพงแขวนที่ไม่มีรอยเลื่อน^{[ 7 ]} ด้านข้างของแอ่งที่อยู่ตรงข้ามกับรอยเลื่อนหลัก การตกตะกอนเกิดขึ้นตาม "ขอบบานพับ" ซึ่งอาจเรียกว่า "ขอบตื้น" หรือ "ขอบโค้ง" ในส่วนนี้ของแอ่ง ความลาดชันมักจะไม่สูงชันมากนัก และระบบแม่น้ำขนาดใหญ่อาจพัดพาตะกอนเข้าสู่แอ่ง ซึ่งอาจสะสมอยู่ในดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำที่ไหลลงสู่ทะเลสาบหุบเขาแตกแยก ตะกอนคาร์บอเนตชายฝั่งและใต้ชายฝั่งอาจสะสมตัวในสภาวะเหล่านี้ "ขอบแกน" ที่ปลายแอ่งมักจะมีทางลาดที่มีความลาดชันต่ำซึ่งแม่น้ำสายหลักไหลลงสู่แอ่ง สร้างดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำและก่อให้เกิดกระแสน้ำภายในทะเลสาบแตกแยกที่สามารถพัดพาตะกอนจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง ระหว่างร่องลึกครึ่งซีกที่อยู่ติดกันจะมี "เขตการปรับตัว" ซึ่งอาจรวมถึงการขยายตัวในท้องถิ่น การบีบอัด หรือรอยเลื่อนตามแนวราบ สิ่งเหล่านี้สามารถสร้างสัณฐานวิทยา ที่ซับซ้อน ซึ่งกลไกต่างๆ ส่งผลต่อการตกตะกอน ประเภทของการตกตะกอนในร่องลึกครึ่งซีกยังขึ้นอยู่กับระดับน้ำในทะเลสาบในรอยแยก สภาพภูมิอากาศ (เช่น เขตร้อนเทียบกับเขตอบอุ่น) ที่ตะกอนก่อตัวขึ้น และองค์ประกอบทางเคมีของน้ำด้วย^{[ 6 ]}

แม้ว่าตะกอนจะมาจากด้านที่ไม่มีรอยเลื่อนของร่องลึกครึ่งซีกเป็นหลัก แต่ก็มีการกัดเซาะเกิดขึ้นบ้างบนหน้าผารอยเลื่อนของรอยเลื่อนหลัก และทำให้เกิดพัดตะกอน ลักษณะเฉพาะ ซึ่งมีช่องทางแคบๆ โผล่ออกมาจากหน้าผา^{[ 9 ]}

ทะเลสาบไบคาลเป็นตัวอย่างขนาดใหญ่และลึกผิดปกติของการวิวัฒนาการของร่องลึกครึ่งซีก ทะเลสาบมีขนาด 630 คูณ 80 กิโลเมตร (391 คูณ 50 ไมล์)โดยมีความลึกสูงสุด1,700 เมตร (5,600 ฟุต)ตะกอนในแอ่งอาจมีความลึกถึง6,000 เมตร (20,000 ฟุต)ระบบนี้ยังรวมถึงภูเขาไฟควอเทอร์นารี ขนาดเล็กบางแห่งด้วย ^{[ 10 ]} ในทะเลสาบนี้ ในตอนแรกชุดของร่องลึกครึ่งซีกเชื่อมต่อกันเป็นโซ่เชิงเส้น เมื่อหุบเขาแตกมีอายุมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างกว้างขวางเกิดขึ้นทั้งสองด้านของทะเลสาบ ทำให้กลายเป็นร่องลึกเต็มซีกที่ไม่สมมาตร^{[ 8 ]}