Mở đầu cho giai đoạn này là công trình đo vẽ bản đồ địa chất miền Nam Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 do kỹ sư địa chất Nguyễn Xuân Bao làm chủ biên (1976-1981). Cùng với bản đồ địa chất, các bản đồ khoáng sản, địa mạo, vỏ phong hóa, trọng sa tỷ lệ 1:500.000 cũng đã được thành lập. Đây là công trình nghiên cứu tổng hợp đầu tiên có quy mô lớn nhất Việt Nam do tập thể các Nhà Địa chất giàu kinh nghiệm của nước ta tiến hành một cách khoa học và đồng bộ. Về cấu trúc Địa chất và lịch sử phát triển của chúng đã được các tác giả xác lập với đầy đủ cơ sở khoa học-thực tiễn.
Trong công trình này các thành tạo trầm tích Neogen khu vực Tây Nguyên được mô tả với thành phần gồm: cuội kết, sỏi kết chuyển lên cát kết, cát bột kết sét kết chứa di tích thực vật: Laurus; Dipterocarpus; castanopis sp. có tuổi Miocen muộn. Trong công trình Đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 nhóm tờ Bến Khế-Đồng Nai (Nguyễn Đức Thắng, 1988), nhóm tờ Kon Tum-Buôn Ma Thuột (Trần Tính, 1994), tỷ lệ 1:50.000 nhóm tờ Đà Lạt (Nguyễn Văn Cường, 1995), 9 nhóm tờ Đắc Tô (Nguyễn Quang Lộc, 1998), nhóm tờ Kon Tum (Thân Đức Duyện, 2000), trong đó đã chính xác hóa vị trí, diện lộ và vị trí trong lỗ khoan của các thành tạo trầm tích Neogen Tây Nguyên và thể hiện các trầm tích Neogen trong vùng với thành phần: cuội kết, sỏi kết, cát kết, than nâu chuyển lên cát kết xen bột kết, sét kết chứa nhiều di tích thực vật có tuổi Neogen. Cũng trong giai đoạn này, đã có các công trình nghiên cứu chuyên đề và các xuất bản liên quan đến Neogen Tây Nguyên về cổ sinh-địa tầng.
(1978) xác định sự có mặt của các thành tạo Paleogen- Neogen vùng Di Linh. Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Xuân Bao, Đỗ Công Dự (1980) từ các kết quả nghiên cứu các thành tạo Neogen Nam Trung bộ và tập hợp bào tử phấn hoa (BTPH) đã đề xuất thang địa tầng trong khu vực. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu các phức hệ cổ thực vật Trịnh Dánh đã xác lập các hệ tâng Sông Ba, hệ tầng Kon Tum. Các tác giả Atlas địa tầng Việt Nam (1982) đã đưa ra sơ đồ liên kết địa tầng các thành tạo Paleogen - Neogen dựa trên phân tích tướng - trầm tích.
Nguyễn Địch Dỹ (1987) đã đưa ra sơ đồ phân chia và đối sánh các thành tạo Kainozoi trên toàn lãnh thổ Việt Nam. Về vi cổ sinh có các công trình nghiên cứu về bào tử phấn hoa của Nguyễn Địch Dỹ…; về Diatomeae của Đào Thị Miên, Đặng Đức Nga,… về Foraminifera của Nguyễn Ngọc,… Ngoài ra, Nguyễn Đức Thái (1988) cũng đã xác lập điệp Cheo Reo có tuổi Miocen (N1 cr) và liên hệ địa tầng trầm tích Neogen khu vực bắc Tây Nguyên. Hiện vẫn tồn tại nhiều quan điểm khác nhau về tuổi hình thành trầm tích Kainozoi đới đứt gãy Sông Ba. Hệ tầng Sông Ba được Trịnh Dánh, Trần Tính, Vũ Khúc, Tống Duy Thanh… xếp vào tuổi Miocen muộn (N13) dựa theo hóa đá thực vật và bào tử phấn hoa.
Năm 1982, các tác giả đề án Atlas địa tầng Việt Nam, phần thấp của hệ tầng Di Linh đã được xếp vào hệ tầng Phú Túc vào tuổi Miocen giữa (N12). Trong “Các phân vị địa tầng Việt Nam” do Tống Duy 10 Thanh, Vũ Khúc (2006) chủ biên, hệ tầng Sông Ba được xếp vào tuổi Oligocen (E3) còn hệ tầng Kon Tum được xếp vào Miocen (N1). Trong “Địa chất và Tài nguyên Việt Nam” năm 2009, Trần Văn Trị và Vũ Khúc đã xác nhận lại tuổi Miocen muộn của hệ tầng Sông Ba (N13 sb) và Pliocen của hệ tầng Kon Tum (N2 kt). Trong đo vẽ bản đồ địa chất, các phân vị địa tầng Đệ Tứ đã được các tác giả phân chia khá chi tiết và xác lập mối quan hệ giữa chúng với các bậc thềm sông trong khu vực.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tồn tại trong việc phân chia giữa các nhóm tờ khác nhau về khối lượng, tuổi thành tạo. Các thành tạo Đệ Tứ khu vực Tuy Hoà còn được nghiên cứu qua các công trình của Nguyễn Địch Dỹ (1995), Trịnh Nguyên Tính và Vũ Văn Vĩnh (1998), Ngô Quang Toàn (2000),. Các phân vị địa tầng Đệ Tứ đã được phân chia trên cơ sở gắn liền với các chu kỳ trầm tích trong Đệ Tứ. Như vậy, mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu về các thành tạo Neogen Tây Nguyên trong thời gian tương đối dài với nhiều mục đích khác nhau, mặc dù đã đạt được nhiều thành công, nhưng còn một số vấn đề tồn tại: Các phân vị địa tầng Kainozoi chưa có sự thống nhất về khối lượng, về tuổi; giữa các tác giả và giữa các nhóm tờ; nghiên cứu về thành phần vật chất, tướng trầm tích, chu kỳ tích tụ trầm tích,.
còn thiếu chi tiết.3 Đặc điểm địa chất – kiến tạo Bồn trũng Neogen Sông Ba phát triển dọc theo đới đứt gãy Sông Ba, được các nhà địa chất cho là thành tạo theo cơ chế kiểu rift [7]. Trong diện tích nghiên cứu có mặt các thành tạo địa chất sau: 1.1 Địa tầng Hệ tầng Mang Yang (T 2my) Hệ tầng Mang Yang lộ thành dải ở khu vực đèo Mang Yang, An Khê và tây Vân Canh [4,7]. Mặt cắt chuẩn ở đèo Mang Yang gồm 4 tập: 11 Tập 1: cuội sạn kết hỗn hợp. Mảnh cuội là vật liệu vụn từ đá móng kết tinh Arkei, Proterozoi và granitoiđ trước Mesozoi, xi măng gắn kết là cát, bột và vật liệu phun trào.
Tập 2: phun trào felsic gồm anđesitođacit, đacit, ryolit, felsit và tuf của chúng. Tập 3: cát kết sa khoáng xen kẽ cát - sạn kết, tufit, tufogen, đá phiến sét, sét vôi, đôi nới có vật liệu than. Trong đá phiến sét có nơi chứa các mảnh vỏ Bivalvia Entolium sp…, tảo vôi, hóa thạch thực vật thân đốt Podozamites, Cycadolepis, Yuccites, Baiera, Coniferales,… Dày 100 – 250m. Tập 4: cuội - sạn kết, tuf ryolit, ryolit porphyr phân dải dày hoặc không đều.
Chiều dày mặt cắt 285 – 880m. Hệ tầng Đơn Dương (K 2đd) Phân bố ở Ia R’sai (Đ. Cheo Reo) và ở Kỳ Lộ. Chiều dày: 250 – 400m và được phân chia ra thành 2 tập [4]: Tập 1: cuội kết, sạn kết tuf, cát kết tuf, tuf dung nham thành phần ryođacit, ryolit xen kẽ các lớp mỏng tuf vụn núi lửa.
Tập 2: tuf dung nham thành phần ryođacit, ryolit xen kẽ các lớp phun trào ryolit. Hệ tầng Sông Ba (N13sb) Phân bố trong các trũng nhỏ, dọc thung lũng sông Ba, chủ yếu ở các vùng Phú Túc và Cheo Reo [5], kéo dài từ Đắc Tô, qua Kon Tum (Kon Tum), Pleiku (Gia Lai) đến Buôn Ma Thuột (Đắc Lắc) [4]. Mặt cắt đặc trưng của hệ tầng được mô tả dọc theo suối Ea Theo vùng Phú Túc, bao gồm (Vũ Khúc, Bùi Phú Mỹ, 1989): Tập 1: Chủ yếu gồm cuội kết, tảng kết cơ sở, thành phần hạt chủ yếu là đá granit và phun trào ryolit. 12 Tập 2: Sạn kết thạch anh feldspat xám trắng, phân lớp dày hoặc dạng khối, có xen các lớp kẹp hoặc thấu kính mỏng (5-10 cm) cát bột kết màu xám trắng.
Tập 3: Cuội kết, thành phần hạt gồm thạch anh, ryolit, ít đá biến chất, độ mài tròn tốt. Tập 4: Cát kết, sạn kết xám trắng, phân lớp dày 1-2 m, gắn kết yếu, phong hóa bở vụn. Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này khoảng 500 m. Phía đông bắc thị trấn Cheo Reo, mặt cắt hệ tầng Sông Ba lộ ra về cơ bản giống ở vùng Phú Túc, song phần trầm tích hạt thô ở phần dưới của mặt cắt giảm đi, ngược lại phần hạt mịn lại tăng lên.
Đá đôi chỗ bị biến vị nhẹ. Bề dày có nơi có thể đạt tới 800 m. Hệ tầng Kon Tum (N1kt) Phân bố ở vùng lân cận thị xã Kon Tum, Pleiku (Gia Lai), Buôn Ma Thuột (Đắk Lắk) và dọc thung lũng Sông Ba [6]. Mặt cắt ở suối Đắk Lắk, ngoại vi TP.
Kon Tum gồm 3 tập: Tập 1: Sạn kết đa khoáng chuyển lên cát kết thạch anh, trên cùng là cát – bột kết và sét kết diatomit xem nhiều lớp basalt lỗ hổng màu đen và tuf; dày 60-80m. Tập 2: Cát kết thạch anh chuyển lên bột kết xen các lớp basalt đặc sít và basalt lỗ hổng; dày 30-50m. Tập 3: Sạn sỏi kết, sét bột kết bở rời và diatomit xen các lớp basalt đang bị phong hóa; dày 20-35m. Bề dày chung của hệ tầng ở mặt cắt này là 110-116m.2 Magma Phức hệ Đèo Cả (γδ-γξ-γKđc) Lộ ở các khu vực núi Hành Sơn (108km2), núi Hiên (153km2), Chư Tun (86km2), Ba Nhông (102km2), gồm 3 pha xâm nhập và 3 pha đá mạch.
13 Pha 1(γKđc): gồm granomonzonit, granođiorit biotit. Đá có màu xám hồng, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình, đôi nới gặp kiến trúc dạng porphyr, ban tinh felpat kali màu hồng. Pha 2 (γξKđc2): gồm granosyenit biotit có horblenđ, granit biotit có horblenđ. Đá màu xám hồng, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình.
Pha 3(γKđc3): gồm granit, granosyenit. Đá hạt nhỏ, màu hồng nâu xám, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình, đôi nơi dạng porphyr. Pha đá mạch: gồm các mạch rộng vài decimét đến hàng mét, kéo dài hàng chục mét, gồm granit aplit, pegmatit và granosyenit porphyr. Phức hệ Vân Canh (γδ-γξ-γT2νc) Lộ thành chỏm nhỏ ở Chư Gongol (112km2), Chư Prô (56km2),Thanh An(50km2), Chư Go (17km2), Chư Đơn (24km2),, Ia Toe (25km2), gồm 3 pha xâm nhậm và pha đá mạch: - Pha 1(γδT2νc1): gồm các đá granođiori biotit, garnomonzonit.
Đá màu xám đốm hồng nâu, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình hạt vừa, đôi nơi có kiến trúc dạng porphyry. - Pha 2(γδT2νc2): gồm granosyenit biotit, granit biotit. Đá hạt vừa đến thô, màu hồng nâu, cấu tạo khối, kiến trúc nửa tự hình, rất thường gặp kiến trúc dạng porphyr. - Pha 3 (γδT2νc3): gặp ở khối Chư Đơ Nam (16km2), gồm granit, granosyenit.
Đá hạt nhỏ, màu hồng nâu, cấu tạo khối kiến trúc nửa tự hình. - Pha đá mạch: gồm granit aplit, pegmatoiđ. Đá có màu hồng nâu, thành phần chủ yếu là thạch anh và felspat kali, it biotit, zircon, ilmenit.3 Cấu trúc - kiến tạo Vị trí kiến tạo Địa phận Pleiku nằm ở rìa phía tây nam địa khối Kom Tum. Địa khối này từng tồn tại giữa đại dương paleotethys như một vi lục địa cấu tạo bởi các đá kết tinh tiền Cambri và đã ghép nối với các địa khối khác để hình thành lục địa Đông Nam Á vào Trias.
Một phần hoặc phần lớn địa khối này sau đó đã bị 14 lôi kéo vào đai Pluton- Núi lửa rìa lục địa tích cực Đông Á trong Mesozoi muộn và tỉnh bazan cao nguyên Nam Đông Dương trong Kainozoi muộn [4,7].