Formasi Lahat terletak secara tidak selaras diatas batuan dasar, yang terdiri atas lapisan- lapisan tipis tuf andesitik yang secara berangsur berubah keatas menjadi batu lempung tufaan.
Selain itu breksi andesit berselingan dengan lava andesit, yang terdapat dibagian bawah.Formasi ini terdiri dari tuf, aglomerat, batulempung, batupasir tufaan, konglomeratan dan breksi yang berumur Eosen Akhir hingga Oligosen Awal.Ketebalan dan litologi sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lainnya karena bentuk cekungan yang tidak teratur.
Formasi Talang akar dibeberapa tempat bersentuhan langsung secara tidak selaras dengan batuan Pra Tersier. Formasi ini dibeberapa tempat menindih selaras Formasi Lahat, hubungan itu disebut rumpang stratigrafi, ia juga menafsirkan hubungan stratigrafi diantara kedua formasi tersebut selaras terutama dibagian tengahnya, ini diperoleh dari data pemboran sumur Limau yang terletak disebelah Barat Daya Kota Prabumulih (Pertamina, 2012), Formasi Talang Akar terdiri atas batupasir, yang mengandung kuarsa dan ukuran butirnya pada bagian bawah kasar dan 10 semakin atas semakin halus. Pada bagian teratas batupasir ini berubah menjadi batupasir konglomeratan atau breksian.Batupasir berwarna putih sampai coklat keabuan dan mengandung mika, terkadang terdapat selang-seling batulempung coklat dengan batubara, pada anggota ini terdapat sisa- sisa tumbuhan dan batubara, ketebalannya antara 40 – 830 meter. Sedimen-sedimen ini merupakan endapan fluviatil sampai delta.Formasi ini berumur Oligosen Akhir hingga Miosen Awal. Ketebalan formasi ini pada bagian selatan cekungan mencapai 460 – 610 meter, sedangkan pada bagian utara cekungan mempunyai ketebalan kurang lebih 300 meter
Formasi Baturaja diendapkan secara selaras diatas Formasi Talang Akar. Terdiri dari batugamping terumbu dan batupasir gampingan.Di gunung Gumai tersingkap dari bawah keatas berturut-turut napal tufaan, lapisan batugamping koral, batupasir napalan kelabu putih.Ketebalannya antara 19-150 meter dan berumur Miosen Awal.Lingkungan Pengendapannya adalah laut dangkal.
Formasi Gumai ini terdiri atas napal tufaan berwarna kelabu cerah sampai kelabu gelap.Kadang-kadang terdapat lapisan-lapisan batupasir glaukonit yang keras, tuff, breksi tuff, lempung serpih dan lapisan tipis batugamping.Umur dari formasi ini adalah Awal Miosen Tengah (Tf2) (Van Bemmelen, 1949).
Formasi Air Bekanat berumur dari Miosen Akhir hingga Pliosen.Litologinya terdiri atas batupasir tufaan, sedikit atau banyak lempung tufaan yang berselang-seling dengan batugamping napalan atau batupasirnya semakin keatas semakin berkurang kandungan glaukonitnya.Ketebalan formasi ini berkisar 250 – 1550 meter. Lokasi tipe formasi ini terletak diantara Air Benakat dan Air Benakat Kecil (kurang lebih 40 km sebelah utara-Barat laut Muara Enim (Lembar Lahat)
Formasi Muara Enim terdiri atas batulempung dan batupasir coklat sampai coklat kelabu, batupasir berukuran halus sampai sedang. Didaerah Palembang terdapat juga lapisan batubara.Juga terdapat batulempung pasiran dan batulempung tufaan yang berwarna biru hijau, beberapa lapisan Batubara berwarna merah-tua gelap, batupasir kasar halus berwarna putih sampai kelabu terang.
Ketebalan formasi ini sekitar 450 -750 meter.
Formasi Kasai mengakhiri siklus susut laut. Pada bagian bawah terdiri atas batupasir tufan dengan beberapa selingan batulempung tufaan, kemudian terdapat konglomerat selang-seling lapisan-lapisan batulempung tufaan dan batupasir yang lepas, pada bagian teratas terdapat lapisan tuf batuapung yang mengandung sisa tumbuhan dan kayu terkersikkan berstruktur sediment silang siur, lignit terdapat sebagai lensa-lensa dalam batupasir dan batulempung tufan
Terdapat sumur IM-1, IM-2, IM-3, IM-4,dan IM5. TST dari arah Timur ke Barat terdapat pengendapan Proximal ProDelta dan relatif berangsur menebal.
HST dari arah Timur ke Barat terdapat pengendapan Distributary Chanel berupa batulempung yang cukup tebal. Pada awalnya terdapat penipisan namun dilanjutkan relatif menebal namun stabil.
LST-1 dari arah Timur ke Barat terdapat pengendapan Distributary Chanel, masih sama dengan HST diatas namun lebih spesifik yaitu sand bar-nya. Dimana terdapat perubahan motif log gamma ray dan resistifiti yang signifikan. Pengendapan berangsur menebal namun di Barat pengendapan terjadi penipisan kembali.
LST-2 dari arah Timur ke Barat terdapat pengendapan Distributary Mouthbar Proximal dimana Batupasir tiba-tiba terendapkan dan tebal. Pengendapan berangsur menipis menuju Barat.
Diduga sementara endapan ini mengandung Hidrokarbon dikarenakan adanya motif crossplot antara log densitas dan log neutron
Naiknya muka air laut dan mencapai titik maksimal hingga membentuk MFS. Dilanjutkan dengan penurunan muka air laut hingga membentuk tiap-tiap MRS yang merupakan batas bawah TST dan di tiap batas MRS tersebut terendapkan Distal Mouthbar dengan motif log berupa Coarsening Upward. Kemudian terjadi lagi naiknya muka air laut hingga berhenti di kenaikan maksimal yang membentuk MFS dan merupakan batas atas dari TST. Selama proses berlangsung terendapkan Overbank dengan motif log Fining Upward. Setelah terjadi kenaikan muka air laut hingga membentuk MFS lagi, mulailah terjadi penurunan muka air laut hingga membentuk MRS sebagai batas bawah TST2, diendapkan pula Proximal Prodelta dengan sisipan batupasirnya dimana menunjukkan pengendapan makin mengarah ke darat. Dilanjutkan pengendapan Interdistributary Chanel yang dimana terendapkan Moutbar berupa batupasir dengan motif log Blocky. Proses ini ditandai dengan naiknya muka air laut maksimal hingga membentuk MFS sebagai batas atas TST2 dan batas bawah HST dan dilanjutkan dengan naiknya muka air laut dan terkena erosi hingga membentuk SB sebagai batas atas HST dan batas bawah LST. Penurunan muka air laut dilanjutkan hingga maksimal dan membentuk MRS sebagai batas atas dari LST.
Dilanjutkan dengan kenaikan muka air laut dan endapannya terkena erosi hingga membntuk SB, yang juga sebagai batas bawah dari LST2. Pengendapan diakhiri dengan turunnya muka air laut maksimal sehingga membentuk MRS dan diendapkan pula Distributary Mouthbar Proximal yang berupa batupasir tebal dengan motif log Blocky dan ditaksir memiliki kandungan Hidrokarbon yang baik.
Satuan batuan yang mengisi ke empat subcekungan tersebut terdiri dari klastik dan karbonbat dengan sejumlah bahan gunung api. Satuan batuan yang terpenting dari tua ke muda adalah Formasi Lahat (Eosen-Oligosen), di ikuti oleh Formasi Talangakar (Oligosen-Miosen Awal), Formasi Baturaja (Miosen Awal), dan diatasnya sebagian menjemari dengan Formasi Gumai (Miosen Awal-Miosen Tengah), Formasi Air Bekanat (Miosen Tengah-Miosen Akhir) dan Formasi Muara Enim (Miosen Akhir-Pliosen)
