古近系主要分布于松嫩盆地和伊-舒、敦-密断陷带,以河湖相细碎屑沉积为主,含有丰富的褐煤、油页岩资源。新近系在继承古近系沉积格局的基础上,小兴安岭山间盆地发育了类磨拉石型河流相沉积,晚期有大规模的玄武岩喷发。第四系发育较好,主要分布于松嫩平原和山区的山间谷地及山麓地带。