ビッグホーン盆地（Bighorn Basin）は、アメリカ合衆国ワイオミング州の北部から中部にかけ、約160km（100マイル）広がる盆地。西にアブサロカ山脈、東にビッグホーン山脈、南にオウルクリーク山地とブリッジャー山地が位置している。盆地南側の、オウルクリーク山地とブリッジャー山地の谷間からウィンド川が流入しており、北へ縦断した後ビッグホーン川になる。気候は全域が半不毛で、例年150 - 250mm 程度しか降水がない。1807年には、ジョン・コルターがこの地を探検した。その後、1864年にオレゴン・トレイルをモンタナ州から南へ接続するため、ジム・ブリッジャーらによりブリッジャー・トレイルが造られた。そのルートはボーズマン・トレイルに代わる重要なもので、当時のスー族居住地パウダーリバー・カントリーを通っていたが、レッドクラウド戦争の後に開拓移民によって封鎖された。盆地内は、パウエル、ワーランド、サーモポリスなどの町があるほか、気候を利用したかんがい農業によるテンサイ栽培が行われている。ビッグホーン盆地は、カンブリア紀から中新世までの時代に20,000フィート以上の堆積岩ができ、地質学的な盆地が形成された。盆地内は20世紀前半に油田が発見され、今日まで14億バレル以上という膨大な石油を産出した。主な油田として、ペンシルベニア紀のテン・スリープ層、ミシシッピ紀のマディソン・ライムストーン、白亜紀のフロンティア・サンドストーンなどがある。また、北東部のビッグホーン山脈からは多少のウランが採掘される。

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