В конце позднего мела вся Восточно-Европейская платформа была охвачена поднятием, за исключением устойчиво прогибавшейся Прикаспийской впадины, а также Украинской.

В течение кайнозойского времени поднятия разрастались, охватив всю Восточно-Европейскую платформу. Кайнозойские отложения развиты только в южной субширотной полосе платформы, причем северная граница распространения неогена располагается южнее, чем палеогена.

Отложения палеогеновой системы развиты в Прикаспийской, Ульяновско-Саратовской, Причерноморской и Украинской впадинах, кроме того, и в пределах Украинского щита, который в этот период испытывал слабые опускания. Мощность палеогеновых отложений составляет первые десятки метров, достигая 1-1,3 км только в Прикаспийской впадине. Палеогеновые отложения представлены песчано-глинистыми, реже карбонатными породами, а также опоками, диатомитами, трепелами. Преобладают фации мелководного моря, но встречаются озерные и аллювиальные континентальные образования. Распространены прибрежно-морские, фациально-изменчивые отложения, накапливавшиеся в условиях регрессии морского бассейна. В низах разреза олигоцена в районе Никополя важное значение имеет марганцевое месторождение, сформировавшееся в прибрежных условиях.

В неогеновый период поднятия продолжали разрастаться, в связи, с чем области осадконакопления оттеснились еще южнее и осадки неогенового возраста известны только на западе и юге плиты. В среднем миоцене уровень моря повысился, так как Черноморский бассейн соединился со Средиземноморским, что привело к трансгрессии моря на платформу и формированию мелководных глин, песков, известняков, а местами, в лагунных обстановках, гипсов и ангидритов. В Западной Украине формировались небольшие рифовые массивы, сложенные мшанками и сейчас хорошо выраженные в рельефе. Характерные отложения верхнего миоцена распространены на юго-западе платформы, где они представлены толщей до 250 м известняков-ракушечников, мергелей, песков и глин. Эти образования сарматского яруса накопились в огромном опресненном море-озере. Вследствие неоднократных смен трансгрессий регрессиями в миоценовую эпоху сформировались отложения, обладающие сложной фациальной изменчивостью и накапливавшиеся в мелководных бассейнах, соленость которых неоднократно менялась.

Отложения верхнего отдела неогеновой системы - плиоцена развиты лишь узкой полосой в Причерноморской и более широкой в Прикаспийской впадинах. Черное море в плиоцене не соединялось со Средиземным, и только в позднем плиоцене образовавшиеся грабены позволили водам двух морей соединиться. На протяжении миоцена и раннего плиоцена Черное и Каспийское моря смыкались, и существовал единый Понто-Каспийский бассейн, распавшийся на два изолированных в конце понтического века. Для понтического яруса характерны желтые известняки-ракушечники, издавна служившие строительным материалом в южных районах страны. В конце раннего плиоцена Каспийский бассейн, будучи изолированным, от Черноморского, резко сократился в размерах, и понижение базиса эрозии вызвало врезание рек и вымирание понтической фауны. В среднем плиоцене началось восстановление контура бассейна, а в позднем плиоцене в акчагыльский век развилась обширная трансгрессия, достигшая Казани и Уфы в долинах Волги и Камы и проникшая вверх по долинам Дона и Днепра. Акчагыльские отложения представлены песками, глинами, мергелями, галечниками и не превышают 200 м. Новая трансгрессия в апшеронском веке была уже гораздо слабее и морские отложения известны лишь в районе Саратова, Уральска и др. Песчано-глинистые отложения апшеронского яруса в Прикаспийской впадине достигают мощности 0,5 км.

В конце позднего плиоцена вся Восточно-Европейская платформа вышла из-под уровня моря и испытывала медленное поднятие. Покров четвертичных отложений представлен различными генетическими типами: ледниковыми, аллювиальными, редко морскими. Важное значение принадлежит ледниковым образованиям, покрывшим северную и центральную части платформы в результате трех покровных оледенений, которые будут описаны ниже.

Сибирская платформа отличается в развитии от Восточно-Европейской и вследствие близости к Тихоокеанскому подвижному поясу в ее истории выделяются другие комплексы отложений и этапы. Так, обособляется среднекаменноугольный - среднетриасовый комплекс, знаменующий собой не только перестройку структурного плана, но и перелом в характере осадконакопления. В западной половине платформы в позднем палеозое начала формироваться обширная Тунгусская синеклиза, в то время как остальная часть платформы испытывала поднятие. В течение указанного времени накапливались мощные толщи континентальных угленосных и вулканогенных отложений, подразделяемые на нижнюю - продуктивную и верхнюю - вулканогенную толщи. Первая из них сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, прослоями конгломератов, редко базальтовыми туфами, мощностью до 1 км. Важной особенностью этой толщи является примесь углистого вещества по всему разрезу и наличие многочисленных пластов угля, формировавшихся в обстановке заболоченных аллювиальных и озерных равнин. Наиболее сильное углеобразование происходило в поздней перми.

В раннем триасе начинают формироваться совершенно другие образования, связанные с активностью многочисленных эксплозивных вулканов, приуроченных к системам разломов и поставляющих огромные массы базальтовых туфов, пеплов и туфобрекчий до 1 км (рис. 22.4). В дальнейшем эксплозивные извержения сменились эффузивными, продукты которых - потоки недифференцированных базальтов, мощностью от 1-2 до 15-20 м, сформировали в центральных и северных частях Тунгусской синеклизы толщу до 3 км. Базальты были жидкими и растекались из трещин на большие расстояния. Пирокластические и эффузивные продукты относятся к траппам - низкокалиевым базальтам и андезито-базальтам.

Характернейшим элементом трапповой формации являются силлы, располагающиеся полосами вдоль краевых частей Тунгусской синеклизы, где имели место глубокие разломы земной коры и зоны наибольшего растяжения. Силлы сильнее всего "насыщают" пермские и триасовые отложения и при выветривании образуют ступенчатый - "лестничный" рельеф (слово "трапп" на шведском языке и означает "лестница"). Иногда мощность силлов достигает первых сотен метров, но чаще - первых десятков. Кроме силлов развиты дайки, штоки, лакколиты.