Палеоцен-эоценовые отложения, широко распространенные в пределах Колхидской низменности, залегают несогласно на нижележащих отложениях и представлены мергельно-известняковой фацией эпиконтинентального моря. В районе Окуми-Чаладиди палеоцен сложен в нижней части грубослоистыми, а часто брекчиевыми глауконитовыми известняками (до 70 м) с конкрециями пирита, а в верхней части чередованием глауконитовых известняков и мергелей с конкрециями пирита.

Нижне и среднеэоценовые отложения представлены, обычно, однообразным горизонтом (от 20 до 80 м) слоистых глинистых мергелей нижней части фораминиферовой свиты. Нижнеэоценовые отложения сложены плотными зернистыми тонкослоистыми нуммулитовыми известняками (до 50 м), с высоким содержанием пирита. Средний эоцен сложен нуммулитовыми известняками. На правобережье р. Ингури в юго-восточной Абхазии и в междуречьи Ингури и Бзыби, а также по разрезам скважин у г.Очамчире нижняя часть (до 20 м) глинистых мергелей нижнего и среднего эоцена фациально замещена слоистыми зернистыми плотными слегка глауконитовыми известняками  и мергелистыми известняками.

Верхнеэоценовые отложения в Мегрелии расчленяются на 2 горизонта. Нижний, лиролеписовый горизонт представлен битуминозными плитчатыми глинистыми мергелями (10-30 м). Он одновозрастен с кумским горизонтом эоцена Северного Кавказа. В Чаладидском районе по данным бурения можно предполагать, что лиролеписовый горизонт несогласно покрывает более древние отложения палеогена и верхнего мела. Выше лиролеписового горизонта вполне согласно залегает горизонт бесструктурных или комковатых глинистых мергелей (от 10 до 110 м). Мощность лиролеписового горизонта колеблется от 5-10 м в правобережье р. Ингури, составляет 30-40 м в междуречьи Гализги и Мокви и достигает 70-80 м в Гудаутской депрессии т.е. увеличивается с юго-востока на северо-запад. Отмечается высокое содержание пирита.

Отражающий горизонт IIа, соответствующий кровле эоцена в Черноморской впадине ранее всего был привязан к разрезам береговых скважин Чолоки 3, Очамчире 4 и Пицунда 2 и прослежен дальше на вал Шатского. В разрезе береговой скважины Очамчире 4 кровля эоцена на глубине 1780 м. На этой площади по всем временным разрезам сейсмических профилей отражающий горизонт IIa резко выделяется как выдержанный акустически жесткий горизонт. При этом горизонты IIa и III залегают близко друг от друга, свидетельствуя о небольшой мощности палеоцен-эоценовых отложений. По поверхности эоцена, к которой приурочен сейсмический опорный отражающий горизонт IIа наиболее отчетливо прослеживаются общие контуры вала Шатского. Динамическая выразительность отражающего горизонта IIа, связанного с этой поверхностью, обусловлена, вероятно, сменой условий осадконакопления. Мелководные мергели эоцена сменились накоплением более глубоководных майкопских глин. Палеоценовые отложения на вале сложены, по аналогии с Закавказьем, чередованием глауконитовых известняков и мергелей. Нижнеэоценовые отложения представлены, предположительно, слоистыми глинистыми мергелями. Средний эоцен – нуммулитовыми известняками.

Верхнеэоценовые отложения представлены битуминозными глинистыми мергелями, перекрытыми комковатыми глинистыми мергелями. На своде вала Шатского отложения палеоцен-эоцена очень небольшой мощности – не более 150 м. Увеличенные мощности палеоцен-эоценовых отложений отмечаются в отдельных впадинах на северном склоне вала, где достигают 800 м. На склоне, сочленяющем Восточно-Черноморскую впадину с валом Шатского, отложения палеоцен-эоцена выклиниваются ниже бровки склона. В Восточно-Черноморской впадине мощность отложений палеоцен-эоцена немного превышает 3000 м в осевой ее части.