Kontinentet Baltika som "Norge" var en del av, var på denne tiden et nedslitt sletteland. Dette slettelandet kaller geologene for ”det subkambriske peneplan”. Dette slettelandet finner vi igjen som landskapsformer flere steder i Norge, blant annet på Hardangervidda. Men som så mange ganger gjennom jordas historie endret forholdene seg, og havet trengte inn over det flate slettelandskapet. Denne endringen settes i sammenheng med varme strømmer under jordskorpen ved en av Baltikas kollisjonssoner. Temperaturøkningen gjorde at jordskorpa nettopp ved dagens Ulefoss smeltet, kanskje i forbindelse med en såkalt mantediapir (varmeflekk, hot-spot), og Fenvulkanen ble resultatet.

Men hva er så spesielt med denne vulkanen? Bergartene vi finner igjen i dag er helt utypiske for vulkaner. Allerede i 1921 påstod en av av Norges store geologer, W.C. Brøgger, at kalksteinene ved Ulefoss hadde vulkansk opprinnelse. Han kalte bergartene for karbonatitter, men fikk ikke særlig gehør for sin teori, alle visste jo at kalksteiner er avsetningsbergarter, dannet i havet, eller til nød som utfellinger i forbindelse med varme kilder. Vulkanske bergarter skulle være basalter, porfyrer og lignende bergarter. Ikke før på 1960 tallet kunne engelske geologer påvise kalkholdig lava som strømmet ut av aktive vulkaner i den afrikanske riften. Så Brøgger hadde altså rett! De bergartene han beskrev fra Nome kalte han opp etter gårder i området, som søvitt, melteigitt, vipetoitt, fenitt og rauhaugitt. Damkjernitt er oppkalt etter Damtjern, selv om Brøgger stavet navnet litt feil. Alle bergartene ble nøyaktig beskrevet og Fensfeltet er typelokalitet og en viktig referanselokalitet for vulkanske kalkbergarter. Karbonatitter er fortsatt fagbegrepet for denne gruppen bergarter.

Karbonatittene på Fen er altså av magmatisk opprinnelse, det vil si at de kommer fra en smeltet masse. Damkjernitt har kommet opp til overflaten fra store dyp og i forbindelse med eksplosiv vulkanisme. Bergarten kan finnes igjen som ganger langt utenfor selve Fensfeltet. Fenitten er egentlig resultatet av en omvandlingsprosess (fenittisering). Karbonatittsmelten trengte gjennom de gamle grunnfjellsbergartene og resultatet ble en bergart som er karakterisert ved sin sammensetning av alkalifeltspat, natriumrik amfibol, nefelin, ægerin og flogopitt. Andre mineraler som for eksempel titanitt og apatitt kan forekomme.

Den vulkanske aktiviteten førte til sprekker i jordskorpa, og på disse sprekkene sirkulerte det varme vandige løsninger. Denne prosessen førte til oksidasjon av jernet som fantes i karbonatittene, og dette har ført til en intens rødfarge av de bergartene som førte jern. Denne rødfargen er opphavet til navnet ”rødberg”, og det er i rødberget det ble drevet gruvedrift på jern fra 1650-åra. Malmen fra Fen ble levert til Ulefos Jernværk.

Også andre uvanlige kjemiske stoffer opptrer i karbonatittene. Etter annen verdenskrig ble det drevet på det sjeldne metallet niob, og forekomstene av grunnstoffet thorium er velkjent og har vært med på å gjøre Fensfeltet godt kjent i Norge.