—La mise en place du bassin de Marseille est liée à l’ouverture du bassin algéro-provençal lors de la rotation du bloc corso-sardo-calabro-péloritain à l’Oligocène. Cette tectonique extensive a permis de créer un véritable bassin sédimentaire (dépression) (voir les pages consacrées à L'Estaque sur la Lithothèque-PACA ).

Pendant tout l’Oligocène, un comblement détritique (argiles, sables, galets) s'accumule dans la dépression. Les dépôts de travertins viennent reposer en dalle de manière discordante sur des formations de l’Oligocène. La genèse de ces travertins est liée à l’émergence, à un niveau de plus en plus bas, de sources karstiques provenant des massifs environnants.

Au Quaternaire, l’histoire du bassin de Marseille est dominée par une phase ancienne palustre ou lacustre pendant laquelle se forment les puissantes assises de travertins à la fin du Pléistocène inférieur. Une étude paléomagnétique récente (P. Rochette) a identifié, au sein des travertins marseillais, l’épisode Jaramillo daté de 1,06 - 0,9 millions d’années. Le dépôt s’est donc réalisé au moins en 160 000 ans correspondant pour une puissance totale de cette formation (une vingtaine de mètres) à un taux de précipitation de l’ordre de 0,1 mm par an. Puis débute l’enfoncement du réseau hydrographique, en particulier celui de l’Huveaune avec constitution d’une première terrasse (Fv sur la carte géologique au 1/50000^ème). L’âge est difficile à préciser. Plusieurs stades d’enfoncement du réseau se succèdent (Fv à Fz), jusqu’au lit actuel des rivières. Ainsi, les formations moins compétentes de type argilite/marne d’âge Oligocène sont surmontées par les formations plus compétentes de travertins du Villafranchien constituant alors des reliefs inversés.