晚二叠世早期随着地壳的不断上升，陆源碎屑物质供应充分，使三角洲沉积广泛发育。在多次泥炭沼泽化过程中，接受龙潭系含煤建造的沉积，沉积了硅质岩、石煤、煤层及碳酸盐层，并形成了两个可采煤层。由于海水变浅，不利于底栖生物生存，主要发育的是浮游的牙形剌等动物群。晚二叠世中期，经龙潭期短时间的抬升后，海水复又侵入，龙潭组海陆交互相沉积结束，又开始了长兴期的海侵，海水由北东方向侵入长兴、湖州一带，至晚二叠世晚期形成了局限海台地环境，沉积了碳酸盐相的长兴组。长兴期初期，海水较浅，以底栖生物为主。此时在煤山一带有一次短暂的火山喷发，形成碳酸盐化流纹质晶质凝灰岩薄层，火山碎屑物几乎是原地堆积。长兴期中期海水加深为潮下低能环境，含有丰富的有机质，底栖生物与浮游及假飘浮生物混生。晚期海水变浅，海水能量中等，局部较高，生物非常丰富。该期地层中含有丰富的虫筵类、腕足类、珊瑚、介形虫和菊石类化石，其中虫筵类化石尤为丰富，腕足类则以其个体大、壳厚为特征。

晚二叠中期开始的海浸一直延续至中三叠世晚期，本区均处在浅海相环境。早三叠世早期，为浅海—滨海地带的弱还原环境，沉积了潮坪泥岩及碳酸盐建造；早三叠世晚期地壳又逐渐抬升，海水较浅，适于海相无脊椎动物生存，沉积了具不稳定岩相结构的碳酸盐及含镁碳酸盐建造；中三叠世末期（距今约2亿年）受印支运动影响，全面回返，强烈褶皱成山，结束了本区海侵历史，并上升为陆。