Une instabilité tectonique induit d'importantes resédimentations accompagnées d'émissions volcaniques. Il se met aussi en place le pluton granitique des Ballons. La plupart des granites des Vosges se sont ainsi mis en place à cette époque.
Une mosaïque de nappes d'eau douce, lacs et marécages se développent. Le climat est chaud et humide. Les restes de la végétation luxuriante s'y accumulent et formeront les couches de charbon.
Les grandes étapes de la géologie de l'Alsace
du Trias à l'Oligocène Moyen
Une chaîne de montagnes s'est édifiée sur l'emplacement des Vosges. Ses ultimes reliques sont constituées par les gneiss du Climont et ceux de Sainte-Marie-aux-Mines.
Au début du Primaire, la mer s'est avancée sur l'Alsace, dont le fond est peuplé d'éponges siliceuses, dont les restes sont conservés dans les schistes de Villé.
Dans les Vosges Moyennes, se développe un volcanisme basaltique et andésitique, dont le remaniement des laves conduit à la formation de grauwackes.
Un bras de mer donne naissance aux schistes de Steige.
Dévonien (-400 Ma)
Sur le vieux socle métamorphique s'accumulent des schistes et des arkoses. Ils sont métamorphisés et forment des gneiss à biotite.
Une mer aux eaux chaudes et peu profondes gagne les Vosges. Des récifs coraliens s'y épanouissent. On les retrouve dans les marbres de Russ.
Un volcanisme sous-marin édifie les massifs de Schirmeck et du Champ du Feu.
A la fin de cette période apparaissent les premiers reliefs de la chaîne hercynienne.
Des bassins recueillent les produits de leur érosion. C'est la sédimentation détritique du Culn, constituée de schistes, grauwackes et conglomérats.
Permien (-290 Ma)
Le climat est plus aride. L'érosion des chaînes hercyniennes conduit à des dépôts locaux de sables. Les grès permiens constituent ainsi la première formation de la couverture sédimentaire des Vosges.
Un épisode volcanique est à l'origine des rhyolites du Nideck.
Au Buntsandstein, l'Alsace est une aire d'épandage pour les produits du démantelement du Massif situé sur l'actuel Bassin de Paris. Ce sont les grès rouges des Vosges.
Trias (-245 Ma)
Les dépôts deltaïques du grès à Voltzia annoncent la première grande transgression qui recouvrira l'Alsace: celle de la mer du Muschelkalk. Ce sont des dépôts marins peu profonds (alternances marno-calcaires) dominés par l'action des tempêtes. Localement, il peut se mettre en place des séries évaporitiques (Muschelkalk moyen). Un régime marin franc ne s'établit qu'au Muschelkalk supérieur avec les calcaires à entroques et les calcaires à cératites. Les différents dépôts illustrent les hésitations de cette mer.
A la période du Keuper, la mer se transforme en une lagune où précipite le sel gemme et le gypse. Les grès à roseaux du Keuper moyen témoignent du caractère continental du Trias supérieur.
Jurassique (-205 Ma)
La mer recouvre uniformement la région une nouvelle fois. Il se dépose en alternance des bancs de calcaire et de marne.
Au Jurassique moyen, une mer chaude et peu profonde recouvre l'Alsace. Dans les eaux agitées se forment des sables oolithiques. Ils donneront la Grande Oolithe.
La mer se retire à la fin de la période.
Crétacé (130 Ma)
La région connaît une période d'émersion: l'érosion dure 100 millions d'années et s'accompagne de volcanisme (Les Trois Epis).
Eocène moyen (-50 Ma)
Le premier affaissement du bloc rhénan a lieu, avec des dépôts continentaux, fluviatiles et lacustres.
Eocène supérieur (-39Ma)
C'est l'effondrement et l'ouverture d'un fossé, d'abord au sud, où pénètre une langue de mer du domaine alpin. Des marnes salifères se développent au centre, tandis que le long des bordures se dépose une masse importante de conglomérats et de grès appelée "conglomérats côtiers".
Oligocène (-34 Ma)
La subsidence du fossé s'accentue, dans le golfe, les eaux saumâtres marines ou sursalées déposent des évaporites, avant que l'océan venu du Nord l'envahisse largement.
Miocène (-23 Ma)
Le fossé, revenu au domaine continental, subit des fracturations et des distensions, accompagnées de volcanisme (Kaiserstuhl), auxquelles succèdent de vives érosions des reliefs.
Quatenaire (-2 Ma)
Le soulèvement des bordures se poursuit, ainsi que la subsidence du fossé et les mouvements horizontaux de dérive latérale, alors que se déposent les alluvions fluviales.
Les Vosges et la Forêt Noire amorcent une remontée.
Durant les périodes glaciaires s'y ajoute une couverture de dépôts éoliens: le loess.
