Basse-Terre est une île volcanique. Les Petites Antilles sont à la limite extérieure de la plaque caraïbe et la Guadeloupe fait partie de l’arc extérieur de l’arc volcanique des Petites Antilles. De nombreuses îles ont été formées à la suite de la subduction de la croûte océanique de la plaque atlantique sous la plaque des Caraïbes dans la zone de subduction des Petites Antilles. Ce processus est en cours et est responsable de l’activité volcanique et sismique dans la région. La Guadeloupe s’est formée de multiples volcans, dont seul La Grande Soufrière n’est pas éteint. Sa dernière éruption remonte à 1976, et a entraîné l’évacuation de la partie sud de Basse-Terre. 73 600 personnes ont été déplacées pendant les trois mois et demi suivant l’éruption.
La datation par le potassium-argon (ou K-Ar) indique que les trois massifs du nord de l’île de Basse-Terre ont 2,79 millions d’années. Des sections de volcans se sont effondrées et érodées au cours des 650 000 dernières années, après quoi le volcan Sans Toucher s’est développé dans la zone effondrée. Les volcans du nord de l’île de Basse-Terre ont principalement produit de l’andésite et de l’andésite basaltique. Il y a plusieurs plages de sable foncé ou «noir».
La Désirade, à l’est des îles principales, possède un sous-sol du Mésozoïque, recouvert d’épais calcaires du Pliocène au Quaternaire.
Grande-Terre et Marie-Galante ont des socles probablement composés d’unités volcaniques de l’Éocène à l’Oligocène, mais il n’y a pas d’affleurements visibles. Sur Grande-Terre, la plate-forme carbonatée sus-jacente a une épaisseur de 120 mètres.
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