Na Serra Algarvia encontram-se as rochas mais antigas do Algarve, datadas até cerca de 345 milhões de anos atrás, do período Carbónico. As camadas de pelitos laminados e grauvaques característicos da serra acumularam-se no fundo, de um antigo oceano, denominado de Rheic. Estas camadas resultaram da deposição de sedimentos (areia e lama) transportados por correntes de turbidez, as quais são correntes subaquáticas densas de sedimentos saturados de água, geralmente em movimento rápido causado pela acção da gravidade, descendo ao longo de vertentes subaquáticas, como os taludes continentais.

As correntes de turbidez, ao chegarem ao pé dos taludes continentais, onde o declive diminui até à horizontal, perdem velocidade e capacidade de transportar os sedimentos, depositando-os segundo uma ordem: primeiro os de maior tamanho e, por último, os sedimentos mais finos que ficam em suspensão na água. Cada corrente de turbidez origina uma camada de grauvaque que, geralmente, apresenta uma ordem sequencial de estruturas sedimentares resultantes da diminuição da velocidade da corrente. Depois, depositam-se os sedimentos mais finos (silts e argilas). As sequências de camadas de grauvaques e pelitos laminados dão-se o nome de tubiditos, que indica que foram depositados por correntes de turbidez. A deposição continua de camadas de grauvaques e argilas, nesta sequência, leva à compactação dos sedimentos, em especial das argilas que, pela compactação, formam pelitos laminados, com planos capazes de se dividirem com facilidade segundo planos paralelos à estratificação.

A proveniência dos sedimentos clásticos das camadas de grauvaques e pelitos laminados, eram os antigos continentes que se localizavam nas margens do Oceano Rheic, os continentes Euramérica e Gonduana. A colisão entre estes continentes levou ao fecho do Oceano Rheic e à formação do supercontinente Pangeia, os tubiditos que se acumularam neste oceano foram deformados pelas forças tectónicas resultantes desta colisão continental e progressivamente englobados nas estruturas da Cadeia de Montanhas Varisca. Estas últimas são caracterizadas por dobras e falhas a diferentes escalas de observação.

Em Vale Fuzeiros, aflora a Formação Brejeira, que tem entre 318 e 307 milhões de anos (por volta da altura em que os primeiros répteis começavam a surgir!). Aqui, ainda se podem ver marcas de correntes, estruturas de erosão na base das camadas de grauvaque e impressões de plantas, cujos fragmentos também foram transportados pelas correntes de turbidez.

Além disso, também se encontraram na Formação Brejeira fósseis de goniatites (espécies extintas de moluscos marinhos de concha espiralada), que ajudam a contar a história de um mar profundo, varrido por correntes de turbidez – uma espécie de avalanches submarinas de lama e areia que descem ao longo do talude continental em direção ao fundo do oceano. Ao se acumularem depósitos dessas sucessivas correntes de turbidez, que mais tarde foram pressionados e aquecidos, formaram-se os xistos e grauvaques da serra.