В центральной и южной частях Волжско-Уральского междуречья, т. е. в зоне распространения главным образом бурых и отчасти светлокаштановых почв, озерно-морские отложения в результате неоднократного стадийного отступания хвалынского Каспия и широкого развития аллювиальных процессов подверглись сильному изменению — переотложению и перекрытию отложениями перемещавшихся древних дельт.
Здесь, как указывает И. П. Герасимов (1939), «толша верхнекаспийских, а также более древних отложений представляет собой в основном дельтовые наносы рек Волги, Урала, Терека и других более мелких рек, стекавших в древнекаспийское море и перекрывавших своими осадками всю мелководную, прилегающую к суше, шельфовую часть хвалынского моря».
Аллювиально-дельтовые отложения в рассматриваемых частях Волжско-Уральского междуречья сильно опесчанены, что, как полагает И. П. Герасимов (1939), было обусловлено «слабой аккумуляцией здесь аллювиального материала, размывом и переотложением (в условиях мелководья) отложений более древних».
Хвалынские озерно-морские отложения в центральной и южной частях междуречья Волги и Урала залегают на неровной поверхности ательских суглинков и песков. Эти суглинки и пески, по-видимому, подверглись сильному воздействию эрозионных процессов, о чем, кроме отмеченной неровности поверхности, свидетельствует прерывчатое их залегание.
Хвалынские озерно-морские отложения представлены главным образом бурыми суглинками, с тонкими прослойками и линзами песка, и, гораздо реже, шоколадного цвета сланцеватыми глинами, залегающими под бурыми суглинками. Мощность озерно-мороких бурых суглинков и глин, лежащих на неровной поверхности ательских отложений, весьма изменчива и колеблется от 0,5 до 5—7 м и более. Мощность глин шоколадного цвета также не всюду одинакова; она обычно не превышает 1 —1,5 м и редко бывает больше.