Для четвертичного периода (последний этап истории Земли, начавшийся около 1,6 миллиона лет назад) характерны глобальные циклические изменения климата, вызванные совпадением тектонических и астрономических факторов. В холодные эпохи развивались мощные покровные оледенения на севере Евразии. В более теплые межледниковья ледники почти полностью исчезали, и обширные пространства затоплялись морскими водами. В ходе оледенения сдвигались климатические пояса Земли, преобразовывался рельеф огромных территорий. Уровень Мирового океана падал на десятки метров и по осушенным шельфам с континента на континент мигрировали растительность, животные, человек.

Карелия – классическая область развития плейстоценовых (эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,6 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысячи лет назад) оледенений. Её современный рельеф, гидрография, биоразнообразие сформировались в ходе деградации Скандинавского оледенения (15 – 9 тыс. лет назад) и последникового развития региона. Этот процесс сопровождался образованием различных по составу отложений и форм рельефа - основы современных ландшафтов. У края отступающего ледника формировались приледниковые озера, позднее территория осваивалась растительностью, животными и человеком. На протяжении последних 9 тысяч лет происходили изменения климата в безледниковых условиях: в регионе преобладают выветривание, заболачивание, озерная и речная эрозия (разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением), позднее – техногенная деятельность человека.

Экспозиция «Четвертичная геология» состоит из следующих разделов:

• Четвертичная фауна;
• Каменный век Карелии;
• Стратиграфия и палеография четвертичного периода;
• Литология и полезные ископаемые четвертичного периода;
• Геоморфология четвертичного периода;
• Новейшая тектоника.

В музее Института геологии посетители знакомятся с удивительным миром минералов. В экспозиции «Минералогия» представлены образцы не только из Карелии, но и с Урала, Мурманской области, Сибири и др. Посетители могут увидеть и зарубежные минералы, такие, как малахит (Китай, Заир), киноварь (Киргизия), аметист (Бразилия), пикнит (разновидность топаза - Германия) и многие другие. Основой музейной коллекции послужили образцы, собранные геологами Института и других геологических организаций. Среди экспонируемых минералогических образцов не могут остаться незамеченными такие карельские минералы, как беломорит, амазонит, корунд, гранат, фуксит, аметист, карнеол–агат, берилл, пирит, самородная медь и другие, неповторимые по своему облику и окраске.

Экспозиция расположена согласно существующей классификации минералов по химическому составу и представляет следующие классы:

• Самородные элементы;
• Сульфиды и их аналогии;
• Фосфаты;
• Галогениды;
• Карбонаты;
• Сульфаты;
• Окислы и гидроокислы;
• Силикаты.

Среди наиболее интересных образцов – уникальный самородок меди, добытый из карьера в окрестностях г. Кондопога, великолепная коллекция агатов (представлены образцы из Карелии, Европейской части России и др.), чароит – поделочный камень, единственное месторождение которого находится в Якутии, барит (Южный Олений остров, Онежское озеро) и небольшой осколок железного метеорита. В коллекции имеется минеральная горка, сложенная образцами разнообразных минералов из Мурманской области. Музей располагает частными минералогическими коллекциями (коллекции Никольского О.Б, Сазонова А.А., а также Нелькина И.А. и Ефимовой С.В.), представленными замечательными друзами дымчатого кварца и горного хрусталя, монокристаллом мориона, полированными штуфами малахита, чароита, амазонита, беломорита и др.

Существенным дополнением к экспозиции служат стенды с хорошо подобранными иллюстрациями, благодаря которым посетители знакомятся с особенностями кристаллических структур минералов, их физическими и химическими свойствами (блеск, цвет, твердость и др.), морфологией (природными формами выделения минералов), а также с особенностями процессов минералообразования. Экспозиция «Минералогия» раскрывает перед посетителями таинственный мир минералов, их красоту и многообразие.

Натуральный камень – древнейший строительный материал. Из-за трудоемкости обработки раньше из него возводили только культовые сооружения, крепости и дворцы. Нынешний уровень камнеобработки позволяет использовать камень в массовом строительстве – как для внешней, так и для внутренней отделки зданий. Поэтому сегодня в мире добывают и обрабатывают несколько тысяч сортов облицовочного камня. Из-за огромной конкуренции только самый лучший камень находит себе применение.

Великолепная палитра цвета, твердость, прочность, износостойкость – все эти свойства позволяют использовать природный карельский камень в качестве строительного и облицовочного материала.

История добычи карельского природного камня неразрывно связана с историей Санкт-Петербурга, новой столицы империи и пригородных дворцово–парковых ансамблей. Знаменитые архитекторы А. Ринальди, А.Н. Воронихин, О. Монферран, выдающийся скульптор А.И. Теребенев и многие другие сполна оценили красоту и декоративность карельского камня: многоцветных мраморов, красного и серого гранитов, малинового кварцита и черного «аспидного» сланца. Шедевры архитектуры, монументальные сооружения города на Неве: Мраморный дворец, Казанский и Исаакиевский соборы, атланты Эрмитажа… В них память славы российской, в них память об огромном таланте и величайшем терпении сотен и тысяч известных и безвестных русских и иностранных зодчих, простых мастеровых…

Иностранцы также восторгались красотой карельского камня: недаром знаменитый французский архитектор Луи Висконти остановил свой выбор на шокшинском малиновом кварцито–песчанике, избрав его для сооружения саркофага Наполеону I.

Все эти многочисленные примеры служат наглядной иллюстрацией, демонстрирующей красоту и великолепие карельского облицовочного камня.

Экспозиция «Строительный камень Карелии» знакомит посетителя с основными месторождениями природного камня, традиционно использующегося в архитектуре Петрозаводска, Москвы, Санкт-Петербурга и многих других городов, а также с историей его применения. В музее можно увидеть знаменитые рускеальский и белогорский мрамор, шокшинский малиновый кварцитопесчаник, соломенскую брекчию, шунгитовый (аспидный) сланец, сердобольский (Сердоболь – устаревшее название Сортавалы) гранит и др.

Экспозицию великолепно дополняет мозаичный пол и лестницы, сложенные плитами из природного камня (гранит, мрамор, габбро-диабаз, гнейсо-гранит), добытого на карельских месторождениях и обработанного на камнеобрабатывающем комбинате в г. Кондопога. Никого не оставят равнодушными и столы из габбро–диабаза, подаренные музею компанией «Интеркамень».

Об истории и способах добычи, а также об архитектурных памятниках, при строительстве которых применялся карельский природный камень, рассказывают стенды с цветными иллюстрациями. О структурно–текстурных особенностях, цветовой гамме и видовом разнообразии облицовочного камня повествует экспозиционная конструкция, расположенная в задней части музея. Посетитель может увидеть и фотографии различных горных пород (как они выглядят под поляризационным микроскопом).

В музее также имеется карта месторождений и местопроявлений облицовочного камня Республики Карелия. Экспозиция «Строительный камень Карелии» раскрывает перед посетителем богатство недр нашего края, позволяет по-особому взглянуть на знакомые с детства гранит, мрамор, песчаник и другие горные породы.

Региональную часть экспозиции Музея геологии докембрия начинает раздел "Беломорский подвижный пояс", материалы которого представлены семью стендами, четырьмя витринами и четырьмя подставками с крупными образцами.

На первом стенде представлена карта, показывающая размещение древних подвижных поясов на территории Земли, их краткая характеристика и фотографии, сделанные в подвижных поясах (Южная Африка, Грендандия, Карелия).

На втором стенде помещены портреты выдающихся исследователей Беломорья — Е.С. Федорова и К.А. Шуркина и даны краткие сведения по истории его изучения, также иллюстрируемые фотографиями.

Третий стенд "Горные породы вблизи и под микроскопом" на примере Беломорского подвижного пояса показывает, с какими объектами имеет дело геолог, изучающий метаморфические комплексы. На фотографиях изображены фрагменты обнажений горных пород, фотографии структур пород, сделанные на поляризационном микроскопе, и их описания.

Четвертый стенд - "Карта метаморфизма и транспрессионной тектоники докембрия Карелии и сопредельных территорий" - одно из выдающихся достижений геологов Института геологии и родственных геологических организаций.

На пятом стенде помещена карта-схема "Геологическое строение Северной Карелии", при составлении которой использовано огромное количество фактического материала, собранными геологами с начала геологического освоения территории до наших дней.

На шестом стенде "Магматизм Беломорского подвижного пояса" размещены схемы и фотографии, на конкретных примерах показывающие соотношения различных по возрасту и составу метаморфизованных магматических пород Карелии.

Рисунки и фотографии седьмого стенда показывают типичные структуры Беломорского пояса.

Рядом с седьмым стендом помещена пластина из уникального (размером более 1 м) кристалла мусковита.

В витринах размещены образцы, представляющие типичные и экзотические разновидности горных пород Беломорского подвижного пояса, контактовые соотношения пород, мелкие структурные формы.

Крупные образцы на подставках - пегматиты, розовый кварц, фукситовый сланец, эклогитизированные породы.

Раздел “Первые горные промыслы и предприятия Карелии XVII – XVIII веков" знакомит посетителей с историей развития основных горных промыслов Олонецкого края: железоделательным, солеварным, слюдяным, достигшими в XVI – XVII веках большого размаха.

Наиболее древним из горных промыслов был железоделательный, получивший развитие на основе добычи и переработки болотных и озерных руд. Слюдяной промысел был распространен в Поморье (Керетская волость, окрестностях Лоухского и Пулонгских озер) не позднее XIV века. На Беломорском побережье в XIV веке, а, возможно, еще и раньше, из морской воды получали соль – морянку. В XVI – XVII веках крупнейшим производителем соли был Соловецкий монастырь. В XVI веке все более и более выделялись самостоятельные профессии рудокопов (копачей), рудников (дробильщиков), плавильщиков, домников (дымарей) и кузнецов (ковачей).

Вниманию экскурсантов представлены схемы распространения озерных и болотных железных руд на северо-западе России, кустарных промыслов и первых горно-металлургических предприятий, действующей соленой варницы, а также карта Олонецкого уезда, составленная А. Клешниным. Посетители могут получить краткую информацию о таких знаменитых месторождениях, как Воицкий рудник, прославивший Карелию находками первого русского золота, Тулмозерское месторождение железной руды (гематита), Рускеалькое и Белогорское месторождения мраморов, без которых немыслимы такие архитектурные сооружения Санкт- Петербурга, как Мраморный дворец, Исаакиевский и Казанский соборы и др. Раздел дополняют фотографии образцов золота с Воицкого рудника (ныне п. Надвоицы, Сегежский район), изображения, демонстрирующие нынешнее состояние Тулмозерского железоделательного завода (село Колатсельга, Пряжинский район), план-разрез Воицкого рудника, а также схема "Рудники и горно-металлургические предприятия Карелии конца XVII – XVIII веков".

Раздел "Геологическое изучение Карелии в XX веке" повествует о таких крупных ученых, как В.М. Тимофеев (1884-1935 гг.) - геолог широкого профиля, гидрогеолог, профессор Петербургского университета, исследователь недр Карелии, Ф.Ю. Левинсон – Лессинг ( 1861-1939 гг.) - выдающийся геолог и петрограф, академик, профессор Юрьевкого университета, П. А. Борисов (1877-1963 гг.) - русский учёный-геолог, петрограф, заслуженный деятель науки Карело-Финской ССР (1947), инициатор создания и первый директор Института геологии Карельского научного центра РАН, К.О. Кратц (1914-1983 гг.) - советский учёный-геолог, минералог, заслуженный деятель науки Карельской АССР, член-корреспондент АН СССР, директор института геологии и геохронологии докембрия АН ССР 1966-1983 гг., Л.Я. Харитонов (1910 -1969 гг.) - кандидат геолого-минералогических наук, исследователь докембрийских образований, и др.

Посетители могут получить информацию об известных ученых Финляндии, внесших огромный вклад в изучение геологии докембрия: Отто Трюстеде (1966 -1929гг.) - горный инженер, почетный доктор Хельсингского университета, Якобе Йоханнесе Седерхольме (1863-1934 гг.) - докембрист, руководитель геологической службы Финляндии, заложивший основы стратиграфической классификации и терминологии докембрия Фенноскандинавского щита) и др.
Раздел располагает отдельными фотографиями русских и зарубежных ученых-геологов XX века, а также краткой информацией о них.

Вниманию посетителей представлены следующие карты:

• Геологическая карта Карельской АССР (В. М. Тимофеев, 1934 г.),
• Геологическая карта Олонецкой губернии (П.А. Борисов),
• Геологическая карта Фенноскандинавского щита ( Я.Й. Седерхольм,1931),
• Геологическая карта Карельской АССР (редактор К.Ю. Кратц, автор В.П. Перевозчикова, 1959г.),
• Геологическая карта Карельского региона Балтийского щита ( М. М. Стенарь, В.С. Куликов, Р.А. Хазов, 1980 г.).

Экспозиция «Изделия из камня» будет интересна как детям, так и взрослым. В коллекции представлены изделия из мрамора, яшмы (в том числе и пейзажной), шунгита, малинового кварцито–песчаника, соломенской брекчии, талько-хлоритового сланца и др.

Никого не оставят равнодушными шары из эвдиалита, обсидиана и амазонита, кабошоны из чароита и лидита, многочисленные фигурки животных из селенита (волокнистая разновидность гипса), агата, малахита и других поделочных и полудрагоценных камней.

Притягивает взор корабль, выполненный из коричнево-зеленого мраморного оникса (арагонита), скульптура «Львицы» (белый мрамор), а также великолепная коллекция кошек (агат, халцедон, лазурит и др.).

Вниманию посетителей представлены мозаичная картина, сделанная из таких поделочных минералов и горных пород, как мрамор, яшма, лазурит, беломорит, лиственит и офиокальцит, а также картина из каменной крошки на мраморной основе. Вы увидите неповторимые по своему облику и окраске полированные штуфы беломорита и лабрадора, «солнечный камень» – полевошпатовый авантюрин из южного Беломорья, а также спилы и приполировки, выполненные из местных горных пород окрестностей г. Одессы, Ново–Кузнецка, Петропавловско–Камчатского, Кривого Рога и др.

В коллекции имеются такие знаменитые отечественные минералы–поделочные камни Урала и Сибири, как родонит (орлец), нефрит, серпентин (змеевик), и др. Экспозиция позволяет прикоснуться к удивительному миру цветного камня, поражающего разнообразием рисунков, цветовой гаммой и обыкновенной красотой.