El Golfo y la Fosa de Cariaco se hallan alineados a lo largo de los 300 Km de la zona de fallas de El Pilar (zfEP) en sentido Oeste-Este. La zfEP es un sistema de fallas de basamento, activo desde tiempos del Mioceno medio tardío, el cual fue considerado por la mayoría de los geólogos, como el límite entre las placas Suramericana y la del Caribe. Se inició por la fracturación de los afloramientos continuos de la Napa del Caribe, entre las fallas de Urica y Santa Inés: la Deflexión de Barcelona, que permitió la continuación de la falla de San Sebastián hacia el este. La plataforma sumergida fue influenciada por el fenómeno de surgencia, de aguas oxigenadas, pero de baja temperatura, durante el Mioceno tardío. Durante la época Pliocena, las aguas marinas se tornaron lodosas, por efectos de erosión de las sedimentitas de la Serranía del Interior Oriental. Durante el Pleistoceno temprano, Araya-Paria y el norte de Trinidad se elevaron como una isla, mientras que el graben de Humboldt se hundía a lo largo de sus costas meridionales. Este corredor condujo aguas cálidas tropicales del Océano Atlántico, hasta la fosa de Cariaco, propiciando la zonación de sus aguas y su eutrofización. Las arcillas ricas en materia orgánica con Palmerinella, se depositaron en la Formación Caigüire. El clima árido produjo lodolitas con Larkinia patricia y Muracypraea mus. La inversión tectónica del Pleistoceno medio, elevó el área central del graben, aislando el golfo de Cariaco por el este. La fracturación extensional separó Paria de la Serranía norte de Trinidad, permitiendo el enlace con el Mar Caribe, formando el Golfo de Paria actual. El levantamiento del alto de La Tortuga, disminuyó la circulación de Cariaco con el mar Caribe por el norte. Los descensos glacioeustáticos terminaron cerrando la fosa y el golfo de Cariaco, estableciendo la anoxia en el primero, y la disoxia en el segundo. Estas condiciones aún perduran. El total del desplazamiento post-Mioceno medio de la zfEP, es de unos 150 Km, medidos con el desplazamiento del graben de la Formación Cumaca.