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Le plateau de Leucate est caractérisé par une dalle de calcaire lacustre du Pliocène inférieur daté par des micromammifères, culminé par une paléosurface avec traces verticales de tiges de roseaux. Les 2 faunules très pauvres de Leucate et la Franquie indiquent le Pliocène intérieur (éventuellement moyen d'après certains travaux). Cette dalle est dissymétrique car elle montre une épaisseur croissante d'Est en Ouest (quelques mètres à Leucate, coupe de la voie rapide D627, et 50 m à la Plagette) liée à un basculement de la plate-forme pendant le Pliocène moyen. Cette formation présente des faciès de calcaire lacustre et palustre constamment à l'accommodation sur les 50 m de la coupe de la Plagette. La sédimentation gravitaire du Cap des Frères peut être interprétée comme une incision d'origine glacio-eustatique et/ou karstique (paléodoline recoupée par la falaise marine) plus récente que 4 Ma qui met en place une mégabrèche colmatée par une matrice argilo-silteuse grise, recouverte par un paléosol. Il faut signaler le cordon littoral perché de galets pléistocène moyen-récent de la gare de la Franquie, le paléosol messinien et les faciès marins du Miocène moyen à grandes huîtres sur la coupe de la voie rapide, les marnes et les travertins palustres, les empreintes de plantes et les gisements de rongeurs pliocènes. Les faciès littoraux du Miocène renferment un gisement de mammifères du Langhien supérieur-Serravallien inférieur dit de Leucate Butte 1 (butte sud), MN6. Le paléosol est représenté par un horizon épais, bariolé rouge et blanc par lessivages, qui affecte le Miocène marin-littoral jaunâtre.
Le sud du plateau est une zone de calcaire mésozoïque karstifié. A l’extrémité SE, affleurent le Jurassique et le Crétacé de la nappe des Corbières. La Grotte des fées, regard sur le karst noyé de Leucate, s'ouvre à 5 m NGF, exploré en plongé jusqu'à -34 m. La grotte des fées représente un témoin d'un paléokarst très probablement contemporain de la phase de karstification messinienne du réseau de Font Estramar.
La coupe de Codecas, le long de la RD 627, montre la transgression du Langhien, l'incision Messinienne et la transgression du Zancléen.
