Характерным горизонтом хвалынской толщи являются шоколадного цвета плитчатые (сланцеватые) глины, которые, согласно И. П. Герасимову (1937), представляют продукт переотложения в предустьевых участках хвалынской Волги и Урала так называемых «сыртовых глин Заволжья».
Глины шоколадного цвета, мощностью не более 1—2 м, редко более, являются, как указывает А. Д. Архангельский (1934) и как показали наши исследования в прикаспийских песках, совершенно немыми. Обнаруженные М. М. Жуковым (1945) шоколадные глины с редко разбросанной битой ракушкой, вероятно, представляют один из случаев, вторичного залегания этих глин.
Эта глина местами прикрыта слоем небольшой мощности буроватых мелкозернистых песков с морской фауной, относимых Б. А. Можаровским (1934) к фазе затухания хвалынского Каспия. Над ними залегают палево-желтые пески, местами иловатые песчаные глины общей мощностью до 2—3 м. Наличие в этих отложениях раковин пресноводных моллюсков и остатков болотной растительности указывает на их субаквальное происхождение.
На территории Северного Прикаспия послехвалынские и хвалынские отложения местами подверглись сильной денудации вплоть до обнажения дохвалынских отложений. Об этом свидетельствуют, например, выходы осадков хазарского, бакинского и даже апшеронского ярусов среди современных эоловых песков возле гор Бес-Шокы, Чапчачи, в ур. Кок-Домбай, Каргала, Кайнартюбе, Азау и в других местах (Богданов, 1933; Православлев, 1934).
Следы близкого залегания бакинских осадков обнаружены нами в песках между ур. Мынтюбе и пос. Ганюшкино, в ур. Тау-Бират, Атан-Кум и в других пунктах. О значительных денудационных процессах в послехвалынское время свидетельствуют сравнительно часто встречающиеся выходы шоколадных глин, обнаруженные нами в северной и центральной частях песков Северного Прикаспия.