На западной Чукотке расположена Чукотская (Анюйско-Чукотская) складчатая область. Она имеет в основании древний метаморфический фундамент, который залегает на незначительной глубине и перекрывается пермско-триасовым карбонатно-терригенным комплексом. Он сложен песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Породы сильно деформированы, вплоть до образования изоклинальной складчатости. Они несогласно перекрыты аргиллитами, алевролитами и песчаниками триасового возраста, которые формировались за счет деятельности турбидитовых потоков. В северном направлении эти отложения сменяются шельфовыми фациями. Верхи разреза сложены верхнеюрско-нижнемеловыми образованиями, которые подразделяются на туфо-терригенную и вулкано-терригенные толщи. Вулканиты относят к известково-щелочной серии.
Остров Врангеля имеет площадь порядка 8000 км2. Центральная часть острова имеет горный ландшафт. Максимальная высота чуть менее 1100 м (г. Советская). Береговая линия в южной части острова представлена сериями обрывов с высотой до 450 м. На севере рельеф представлен полого наклонной равниной с высотами менее 50 м (Тундра Академии). Остров Геральда, расположенный восточнее о. Врангеля, представляет собой утес высотой около 380 м и площадью порядка 10 км2. Он сложен катаклазированными граносиенитами, песчаниками, филлитами, кварц-хлорито-серицитовыми сланцами, видимо, позднедевонского, раннекаменноугольного возраста.
Остров Врангеля сложен… серией тектонических пластин субширотного простирания, которые полого (около 20°) погружаются на юг.
Амплитуда горизонтального перемещения оценивается в 12–15 км. Структура нарушена многочисленными сдвигами северо-западного простирания. По характеру отложений и надвиговых структур обнаруживается большое сходство острова Врангеля с северными склонами хр. Брукса на Аляске.
Комплекс геолого-геоморфологических, геофизических, литодинамических и литологических данных позволяет выделить в пределах шельфа Чукотского моря 11 фациально-седиментационных зон, существенно различающихся по характеру осадконакопления.
I. Зона интенсивного накопления отложений к северу Берингова пролива, где происходит разгрузка потока беринговоморских вод влекомого и частично взвешенного материала. В результате образуется своеобразная подводная «дельта», в пределах которой четко выделяются две самостоятельные фации грубообломочных отложений в непосредственной близости от пролива и песчано-илистых отложений, слагающих валообразное аккумулятивное накопление несколько севернее пролива.
II. Зона умеренного и незначительного накопления преимущественно алевритово-глинистых илов (0,1–0,2 мм/год) в прогибе Коцебу.
III. Зона интенсивного накопления глинистых кремнистых илов в Центрально-Чукотской области относительно прогибающейся котловины. Мощность голоценовых отложений, судя по сейсмоакустическим данным, достигает здесь 7 м. Накопление осадков в Центрально-Чукотской котловине, происходящее со скоростью около 0,5 мм/год, связано не столько с геоморфологическими и структурно-тектоническими причинами, сколько с гидродинамической обстановкой осадконакопления. Струи течений, охватывающих в виде огромной халистазы всю центральную часть бассейна, приносят сюда большое количество взвеси как терригенной, так и биогенной. В относительно спокойных гидродинамических условиях во внутренней части этой халистазы происходят осаждение тонкозернистого материала и устойчивое длительное накопление осадков.
IV. Зона накопления глинистых и алевритово-глинистых илов в пределах Центрально-Чукотского желоба. Здесь происходит постепенное заполнение желоба и нивелирование дна. По-видимому, вдоль оси желоба часть осадочного материала во взвеси уходит за пределы шельфа в Северный Ледовитый океан. Однако большая часть седиментационного материала, выносимого сюда струей течения, остается в этой подводной долине, о чем свидетельствует значительная мощность голоценовых отложений (не менее 3–5 м).
V. Зона умеренного накопления глинистых слабожелезистых, несколько обедненных аморфным кремнеземом илов окраинной зоны шельфа вблизи мыса Барроу. Здесь происходит, по-видимому, последняя разгрузка взвешенного осадочного материала из водного потока, струя которого проходит вдоль аляскинского берега. Некоторое увеличение содержания железа в осадках связано, очевидно, с существованием здесь окислительных условий и переходом части легко подвижных закисных форм железа в окисные высших валентных форм.