Era secondaria/mesozoica (230-55 Ma)

L’era è contrassegnata da un ritorno del mare, che, però, non riuscirà a sommergere completamente l’area sarda se non in qualche breve intervallo di tempo durante il periodo Giurese. Quasi esente da movimenti e da disturbi di tipo orogenetico, la sedimentazione consisterà in massima parte di calcari per lo più organogeni, ricchi di resti conchigliari di Molluschi. Gli affioramenti principali di questi calcari, potenti fino a 500-600 m, si trovano nella Nurra, nel Supramonte di Oliena-Orgosolo, nelle Baronie, nel M.te Albo, nell’Isola di Tavolara, nel Sarcidano, in Ogliastra, nell’ isola di S.Antioco e a M.te Sari, nel Sulcis.

Periodo Triassico (230-195 Ma)

A seguito dell’intensa erosione permiana, agli inizi del Trias l’area sarda si presenta spianata, ridotta ad un vero e proprio penepiano, sul quale, soprattutto in corrispondenza della Nurra, incominciano a deporsi ciottolami, sabbie ed argille limose d’apporto fluviale ed eolico, d’un ambiente steppico, forse a tratti anche desertico. Qua e là, fra le sabbie, in modeste raccolte d’acqua potevano vegetare flore assai povere, costituite quasi esclusivamente da Equiseti. Ben presto, però, nei Trias medio, il mare si avanza, proveniente da ovest e preceduto da saltuarie lagune,in cui, sotto un clima probabilmente caldo e asciutto, le acque salate evaporano facilmente lasciando strati di gesso. Al massimo della sua ingressione, il mare non riesce a sommergere la zona più orientale della Sardegna, depone dolomie e calcari conchigliari su tutta la fascia occidentale dalla Nurra a S. Antioco, e, quindi, incomincia a regredire lentamente. Durante la regressione, nel Trias superiore, si ristabiliscono vaste lagune evaporanti, in cui gessi, dolomie e argille raggiungono spessori fino a 200 m. Complessivamente, alla fine del ciclo trasgressivo triassico, che ha interessato, si badi bene, quasi tutta l’Europa e l’Africa settentrionale, sul penepiano scistoso paleozoico restano sedimenti per uno spessore di almeno 600 m, nella Nurra, in giacitura pressochè orizzontale.

Periodo Giurese (195-140 Ma)

All’inizio del Giurese il mare ritorna ad invadere i territori che aveva appena lasciato, penetrando sull’area sarda sia da ovest che da est. Si delineano, in tal modo, due bacini marini, separati probabilmente da una dorsale granitico-scistosa con andamento pressochè nord-sud. Nel bacino occidentale, dalla Nurra al M.te Sari, in concordanza sui gessi del Trias superiore si depositano calcari, dolomie e marne per circa 700 m di spessore, fino a tutto il Giurese superiore.
Nel bacino orientale, invece, il mare penetra in forze soltanto nel Giurese medio, preceduto da lagune d’acqua dolce, in cui si raccolgono sabbie e argille ricche di resti vegetali, trasportate da fiumi. Una volta instauratosi il dominio marino, la sedimentazione diventa dolomitico-calcarea e raggiunge spessori di almeno 600 m.
Verso la fine del Giurese, assai probabilmente, i due bacini si congiungono e l’area sarda è interamente sommersa dal mare, che però, all’inizio del successivo Cretaceo, tende nuovamente a regredire, senza ritirarsi del tutto.

Periodo Cretaceo (140-55 Ma)

La leggera regressione marina fra il Giurese e questo periodo porta alla formazione di lagune d’acqua salmastra in entrambi i bacini precitati, che, mediante una dorsale emersa da nord a sud, si ricostituiscono tali quali erano nel Giurese medio. I primi sedimenti,lagunari, sono del tutto simili a quelli contemporanei della Francia meridionale (facies purbeckiana), così anche i successivi, più francamente marini e in prevalenza calcarei o marnosi, a Foraminiferi e Molluschi vari. Gli affioramenti della Sardegna orientale, sia del Cretaceo inferiore, che del Cretaceo superiore, presenti soprattutto a Lanaitto e nella gola di Gorroppu, in quel di Dorgali-Oliena, nonché ai piedi del Monte Tuttavista di Orosei, mostrano un carattere più pelagico rispetto a quelli della Nurra, contenendo una certa abbondanza di Ammoniti.
Nella Nurra, però, durante il Cretaceo medio, una regressione del mare porta all’emersione di vaste superfici calcaree, sulle quali si formano dei paleosuoli bauxitici, d’un certo interesse industriale presso Olmedo. Verso l’inizio del Cretaceo superiore il mare ritorna, ricopre i depositi bauxitici con ulteriori calcari, finchè la serie cretacea raggiunge uno spessore totale di alcune centinaia di metri. Alla fine del Cretaceo, una fase tettonica dell’orogenesi alpina, più intensa di altre precedenti, anch’esse cretacee, provoca l’emersione totale dell’area sarda. Segue un periodo di continentalità, destinato ad esumare almeno in parte il vecchio penepiano paleozoico (pre-triassico), tramite la demolizione per erosione di vasti tratti delle coperture mesozoiche.