En el Cretácico, las Cumbres de Santa Bárbara, su continuación austral, la Cumbres Calchaquíes, así como el valle de Santa María eran un elemento orográfico positivo, con basamentos ígneo-metamórficos del Precámbrico Paleozoico inferior.
Paralelamente fue afectado por una período de ascenso vertical, el cual se mantiene hasta hoy.
La escorrentía de su ladera oriental llega al río Salí gracias a múltiples cursos fluviales de montaña, entre los más importantes están los ríos Choromoro, del Anta, del Tala, Tacanas, Acequiones, y Chulcha.
[3] En algunos reducidos valles se encuentran pequeños pueblos y caseríos interserranos, habitados por pastores.
Este tramo fue transferido a la provincia de Salta, cambiando su denominación por «Ruta Provincial 6».
Uno de los pasos más importantes es el «Abra del candado», la cual es limítrofe entre Salta y Tucumán.
En algunas laderas, por cortinas orográficas presentes más hacia el oriente, la formación boscosa que se hace presente es una menos exigente en precipitaciones: el Distrito fitogeográfico Chaqueño Serrano de la Provincia fitogeográfica Chaqueña.