В истории геологического развития Белого моря можно выделить две стадии: авлакогенную (рифей) и плитную (венд - фанерозой). Плитную стадию можно подразделить на три этапа: этап обособления Балтийского щита и Русской плиты и заложения Балтийско – Московской синеклизы (венд); этап слабой тектонической активности с преобладанием поднятий (кембрий – начало палеогена); неотектонический этап и образование Беломорской впадины (середина палеогена - голоцен) (Девдариани,1985).
В конце раннего – начале среднего рифея описываемая область вступила в авлакогенную стадию развития. Вдоль глубинных разломов закладываются Онежско–Кандалакшский и Лешуконско–Сафоновский авлакогены. Осадконакопление в авлакогенах происходило в течение всего рифея. Все впадины Онежско-Кандалакшского палеорифта выполнены терригенными осадками среднего и верхнего рифея.
На отдельных участках в толще рифейских отложений выявлены несогласия, которые могут свидетельствовать о блоковых подвижках и местных перерывах в осадконакоплении. В раннем и среднем венде Беломорская впадина была вовлечена в поднятие. В это время начинается коренная перестройка структурного плана платформы.
В начале кембрия происходит регрессия моря, вплоть до середины палеогена Беломорская впадина, как и ее обрамление, представляют собой слабохолмистую, а затем низменную, равнинную область. Только в Каменноугольное время море разливается в южной части Онежского полуострова и юго-восточной части Беломорско – Кулойского плато.
В результате тектонических движений в герцинский период произошло внедрение даек щелочного состава в районе Турьева полуострова и Кандалакшском заливе.
В олигоцене область вступает в неотектонический этап развития, начало которого связано с блоковыми поднятиями и обновлением древних разломов. В миоцене наступает период относительной стабилизации, свидетельствуемый развитием кор выветривания. В начале плиоцена поднятия возобновляются, сопровождаясь врезанием речных долин. Затем последовали опускания (Девдариани,1985).
Медведевым В.С. и Невесским Е.Н. (1971) был проведен анализ толщи верхнеплейстоценовых и голоценовых отложений, что позволило наметить основные этапы осадкообразования на Белом море в поздне-послеледниковое время.
1 Этап - ледниково-озерный (аллеред, возможно более древниепороды). В это время море было покрыто льдом и только по его периферии, особенно в Онежском и Двинском заливах, в результате таяния ледника возникли приледниковые водоемы. В них накапливались ленточные глины.
2 Этап - ледниково-морской (дриас-пребореаль). Таяние по периферии бассейна продолжалось, возникали обширные приледниковые водоемы на севере и юге, но в глубоководной части еще сохранилась глыба льда вплоть до раннеголоценового времени.
В конце верхнего плейстоцена и начале раннего голоцена седиментационная обстановка в центральном районе обуславливалась наличием льда, частично плавающего, частично опирающегося на дно. Обломочный материал поступал из прибрежных районов со стороны приледниковых водоемов, где осаждалась основная масса грубозернистого материала, приносимая талыми водами с берега, особенно со стороны Кольского полуострова. Во время этого этапа Белое море уже имело связь с океаном.
3 Этап - седиментационный – переходный к морскому режиму осадконакопления. Процесс деградации ледника и окончательного таяния реликтовых льдов был достаточно длительным и охватил весь пребореальный, а возможно и бореальный периоды. В этот период шло как морское, так и ледниково-морское осадкообразование.
4 Этап - морское осадконакопление. На всей акватории Белого моря этот этап начался в среднем голоцене. В это время сильно изменился гидрологический режим, усилились волновые и приливно-отливные процессы, изменился характер питания наносами, увеличилось общее поступление обломочного материала. Все эти процессы шли на фоне активных неотектонических движений суши.
Осадконакопление в поздне-постледниковый период делится на три фазы
Первая началась в период всплывания донных льдов в позднем дриасе или даже несколько ранее. В это время происходила смена песчано-илистых чисто илистыми осадками, то есть переход от флювиогляциальных к ледниково-озерным. Вторая фаза связана с ледниково-морскими отложениями, представленными более тонкопелитовыми илами облекающими все неровности предыдущего комплекса.
После стаивания льдов на границе пребореального и бореального времени и установления обстановки морского осадконакопления верхняя часть ледниково-морской толщи была подвержена эрозии за счет гидродинамического режима. Предполагая длительность неотектонического подъема, можно считать, что оно было минимальным на этом участке в течение всей морской стадии (третья фаза). Основным процессом был размыв дна, вызванный подъемом и приведший к срезанию большей части ледниково-морской пачки. Этот подъем продолжается, по-видимому, и ныне. Структура осадков и сам процесс осадкообразования в Кандалакшском заливе в поздне-постледниковое время помимо деградации ледника определен в основном сложным рельефом дна и молодыми движениями отдельных блоков.
Общее строение осадочной толщи с достоверностью говорит о существовании двух основных стадиях осадкообразования — ледниково-морской и морской. Не исключена возможность того, что в период деградации ледника на территории залива некоторое время имело место ледниково-озерное осадконакопление. Питание акватории залива седиментационным материалом осуществлялось достаточно интенсивно за счет выноса рек, временных водостоков и размыва моренных отложений, обнажающихся в ряде мест, по-видимому, в дриасе или даже в конце аллерда в связи с всплыванием основных массивов донного льда. В начальные этапы всплывания коренной субстрат, состоящий из морены и кристаллических пород, покрыли флювиогляциальные, а местами озерно-гляциальные отложения очень сложного гранулометрического состава. Иногда это были грубозернистые песчано-гравийные осадки, иногда алевритистые с прослоями тонких илов. Возможно, что это был довольно продолжительный, но мало эффективный в седиментационном плане период, сменившийся более стабильными условиями последнего осадконакопления под покровом всплывающего ледникового панциря. На небольших территориях начала накапливаться мощная толща тонкопелитовых илов, в верхней части которых появилась микрофауна и флора. Подледное осадконакопление продолжалось в течение верхнего дриаса и большей части пребореали. Плавучие льды сошли с поверхности залива не сразу. Сначала, в конце пребореали освободилась ото льдов узкая кромка вод вблизи берегов, а позже, по-видимому, в начале бореали льды исчезли со всего залива. В процессе схода льда активизировалась гидродинамическая обстановка в заливе, что привело к локальному и частичному размыву верхних слоев ледниково-морских осадков. После этого началась морская стадия осадконакопления, приведшая к образованию верхней, фациально разнообразной и в целом более грубозернистой морской пачки.
Характерной чертой осадкообразования в Кандалакшском заливе явилась зональность распределения осадков, что первоначально было обусловлено сложным рельефом дна и наличием ряда структурных и ледниково-эрозионных ложбин. После разрушения панциря плавающих льдов и активизации гидродинамического режима зональность обострилась вследствие выборочного размыва кровли осадков. Активные дифференцированные тектонические движения отдельных блоков дна в ряде случаев привели к дальнейшему усугублению зональности осадконакопления. Распределение гранулометрических фаций осадков, как на поверхности, так и в толще достаточно мозаично. В отдельных впадинах, структурных ваннах и фиордах концентрируются илистые отложения различного генезиса в виде локальных линз значительной мощности. С другой стороны, в областях сужения проливов на поднятиях дна и на поднятых тектонических блоках сосредоточены маломощные грубозернистые отложения, также на дне могут обнажаться древние ледниково-морские осадки, подвергающиеся размыву (Девдариани,1985).