Pliosen adalah suatu kala dalam skala waktu geologi yang berlangsung 5,332 hingga 1,806 juta tahun yang lalu. Pliosen berasal dari kata Yunani : πλεῖον (pleion, "lebih") dan καινός (kainos, "baru"), yang berarti kira-kira “kelanjutan dari yang sebelumnya”, menunjuk terutama pada moluska marine modern.

Pada akhir Miosen terjadi suatu regresi yang berlangsung terus selama Pliosen. Regresi ini menghasilkan lapisan resevoir penting, yang bersifat paralis/litoral, seperti Formasi Keutapang (Sumatra Utara), Fm. Air Benakat (Sumatra Selatan), Fm. Ngrayong (Jawa Timur), dan Fm. Balikpapan/Pulubalang (Kalimantan Timur). Regresi ini pula yang menyebabkan menyempitnya wilayah lautan di kala Pliosen seperti terjadinya daratan-daratan di Sulawesi, Papua, Jawa Timur bagian selatan, serta melebarnya daratan Sunda.

Fenomena regresi laut pada kala itu sangat dipengaruhi oleh kegiatan tektonik, kegiatan vulkanik, dan variasi eustatik dari muka laut. Aktifitas vulkanik dan tektonik yang dasyat mengakibatkan terbentuknya urut-urutan perbukitan dan dataran yang orientasinya sama dengan sumbu pulau, khususnya pulau Jawa bagian tengah dan timur.

Indonesia pada kala pliosen secara bertahap membentuk kepulauan seperti saat ini. Secara geologi banyak terjadi pengangkatan bagian dasar lautan sehingga dibanyak tempat laut diganti oleh daratan (Marks, 1960: 39).

Berdasarkan penemuan fosil, Pliosen di Indonesia dibagi menjadi 2 bagian, yaitu Cirebonian dan Sondian (Oostingh,1938).

(Oostingh,1938)

Pada Pliosen Awal, laut menjadi semakin dangkal dimana lingkungan pengendapan berubah menjadi laut dangkal, paludal, dataran delta dan non-marin yang dicirikan oleh perselingan antara batupasir dan batulempung dengan sisipan berupa batubara. Tipe pengendapan ini berlangsung hingga Pliosen Akhir dimana diendapkannya lapisan batupasir tufaan, pumice dan konglomerat.

Pembentuk pulau Jawa dimulai kala Pliosen awal, yang dimulai dari Jawa bagian barat kemudian secara progresif bergerak ke arah timur sampai akhirnya terbentuklah keseluruhan pulau Jawa sampai kala Plestosin. Pembentukan daratan di pulau Jawa pada awalnya ditandai oleh munculnya pegunungan selatan Jawa dan kemudian diikuti oleh regresi laut di sebelah utara yang dicirikan oleh Pegunungan Kapur Utara dan Pegunungan Kendeng. Francois Semah (1986: 67) memperkirakan bahwa kegiatan vulkanik di Jawa bagian timur berlangsung sekitar 1,8 atau 1,9 juta tahun yang lalu.

Pada akhir kala pliosen, daratan Sunda sudah merupakan benua yang besar, kira-kira 2000 km dari timur ke barat. Dan menggabungkan banyak massa daratan yang sekarang di Semenanjung Malaka, Sumatera dan Kalimantan.

Peristiwa tektonik penting yang melibatkan Papua adalah Orogenesa Melanesia. Dow dan Sukamto (1984) menyebutkan bahwa Orogenesa Melanesia adalah hasil kompresi, deformasi, dan pengangkatan dari Pegunungan Tengah.

Orogenesa Melanesia yang berawal dipertengahan Miosen diakibatkan oleh adanya tumbukan Kraton Australia dengan Lempeng Pasifik. Hal ini mengakibatkan deformasi dan pengangkatan kuat batuan sedimen Karbon-Miosen (CT), dan membentuk Jalur Aktif Papua. Kelompok Batugamping New Guinea kini terletak pada Pegunungan Tengah. Jalur ini dicirikan oleh sistem

yang komplek dengan kemiringan ke arah utara, sesar naik yang mengarah ke selatan, lipatan kuat atau rebah dengan kemiringan sayap ke arah selatan. Geometri struktur jalur lipatan ini mengarah ke Barat Laut (Minster dan Jordan, 1978). Orogenesa Melanesia ini diperkirakan mencapai puncaknya pada Pliosen Tengah.

Contoh formasi Pliosen di Indonesia: Fm. Kaliwangu -> batulempung dengan sisipan batupasir tufaan dan kadang ditemukan

juga sisipan lignit, selain itu ditemukan fossil Turritella angulata acuticarinata yang merujuk pada Pliosen awal (Cirebonian)

Fm. Citalang -> batupasir tufaan dan lempung tufaan Fm. Muara Enim -> perselingan antara batupasir dan batulempung dengan sisipan

berupa batubara