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San Andrés y todo el conjunto de atolones, islas y bancos coralinos que integran el archipiélago se originaron, aparentemente, a partir de volcanes dispuestos a lo largo de fracturas tectónicas de la corteza oceánica orientadas predominantemente hacia el NNE y el SW. La alineación de algunos atolones e islas sugiere la presencia de una zona de fractura submarina debajo de estos complejos arrecifales (Geister, 1992). La subsidencia de los basamentos volcánicos y el cubrimiento simultáneo de estos con carbonatos biogénicos formados a poca profundidad durante el Terciario y Cuaternario condujeron, finalmente, a la formación de los bancos coralinos y atolones. San Andrés es uno de esos atolones antiguos que fue levantado e inclinado tectónicamente hacia el oriente en tiempos Plio-pleistocénicos, hace unos tres millones de años, emergiendo hoy día aproximadamente 100 m por encima del nivel del mar (Geister, 1975).

Estratigráficamente, la isla de San Andrés está constituida por rocas de origen calcáreo de edad terciaria y por depósitos cuaternarios de diferente origen y composición. Las rocas de edad terciaria están definidas por dos formaciones litoestratigráficas contrastantes litológica y morfológicamente: la Formación San Andrés de edad Mioceno y la Formación San Luis de edad Pleistoceno (Vargas, 2004). La Formación San Andrés está conformada por una secuencia de calizas microcristalinas esparíticas de origen químico, calizas arenosas y calizas lodosas de origen detrítico y químico, con sectores de calizas ricas en fósiles bien conservados. La Formación San Luis corresponde a la unidad informal de plataforma arrecifal emergida, está constituida, predominantemente, por calizas cristalinas coralinas y, localmente, en las zonas de transición continental a marina, por areniscas calcáreas de grano grueso. Esta unidad de roca constituye la plataforma continental de la isla de San Andrés, que se manifiesta por desarrollar una morfología plana a ligeramente inclinada hacia el océano (Geister, 1975). Entre los depósitos cuaternarios no consolidados se tienen los de origen antrópico, como los rellenos sanitarios y rellenos hidráulicos, y los geológicos naturales, definidos según su ambiente de depositación en depósitos de arenas de playa, de laderas y de manglares (Ingeominas, 1996).