Континентальная вышележащая пестроцветная толща. Представлена терригенными породами (глинами, аргиллитами, песчаниками, алевролитами). Так же как вишнево-красными, розового, серовато-зеленого цветов.
Континентальная толща прослеживается на территории всей восточной Участи впадины, вплоть до меридиана р.Урал, где постепенно переходит в более глубоководные морские аналоги центральной части. Толщина барремских отложений достигает на востоке впадины 200 м, на Южной-Эмбе - 450 м, в междуречье Урала и Волги максимальные значения баррема установлены на пл. Мартыши - 85 м, на Джамбае - 54 м. В пределах Аралсора толщина аррема - 80 м.
Аптский ярус. В основании апта залегают пески, так называемый апт-неокомский или алтыкульский горизонт, представленный кварцеволауконитовыми песками и песчаниками с галькой различных пород. Мощность этого горизонта достигает 20-30 м. Нижний подъярус апта сложен зеленовато-серыми, темно-серыми глинами плотными, алевритистыми, с прослоями и включениями песков и песчаников. Верхний подъярус также представлен глинами серыми до черных, жирными на ощупь, плотными. Общая толщина апта на востоке впадины достигает 80 м, Южной-Эмбе - 150 м, центре междуречья Урал-Волга - 100 м, юге Междуречья - 30-80 м.
Альбский ярус. Альбские отложения расчленены в Прикаспийской впадине на три подъяруса:нижний (в объеме зон Leymeriellatardefurcata и bouvilleicerasmammilatum), средний (зона Hoplitesdentatus) и верхний- (зоны Anahoplitesrossicus, Pecurohoplitesstaderi, Pervinguieriainflata). В пределах Южной-Эмбы в основании альба залегает горизонт серых глинистых, иногда глауконитовых песков с конгломератом (жантайский горизонт).
В Нижний альб представлен пачками чередующихся серых, темно-серых глин и песчаников, которые в направлении к центральным частям впадины приобретают более темную окраску. В районе Индера, Баксая, Мартышей йжнеальбские отложения становятся более глинистыми. Глины альбского Руса, близки по составу аптским.
Средний альб в западной и центральной частях впадины представлен рыми, темно-серыми глинами плотными, алевритистыми, неизвестковистыми, песками серыми, мелко-среднезернистыми и алевритами. В районе Утвы и Оила к среднему альбу относятся пески, обогащенные каолини-материалом. В нижней части пески белые, кварцевые, слюдистые, каолинизированные. Выше толща среднего альба сложена песками серыми, елтовато-серыми, косослоистыми, с прослоями серых, плотных желтовато-серых глин, угля, остатков окаменелой древесины, что указывает на кон-нентальный характер их происхождения.
Верхнеальбский подъярус на Южной Эмбе; за исключением ее северо-западной части, почти повсеместно представлен серыми, рыхлыми зеленовато-серыми песками со слоями и пачками глин (10-15 м) и песчаников с конкреционными глыбами.
Отложения верхнего альба, видимо, не являются целиком морскими. Отсутствие остатков морской фауны, наличие гравийных песков с остатками древесной окаменелости указывает на континентальное их происхождение. Севернее в междуречье Уила и Эмбы верхний альб почти целиком континентальный и представлен бурыми, желтовато-бурыми, разнозернистыми песками и песчаниками. В междуречье Урал-Волга верхний альб сложен серыми, темно-серыми алевритистыми, участками песчанистыми глинами, с прослоя ми мелко-среднезернистых песков и песчаников. Мощность верхнего альба колеблется от 42 до 75 м.
Верхний отдел. В составе верхнего мела выделены все ярусы - от сеномайского до маастрихтского включительно.
Сеноманский ярус. В Прикаспийской впадине отложения сеноманского яруса залегают несогласно на различных горизонтах верхнего альба и обнажаются на крыльях соляных структур и в межкупольных пространствах. В основании их почти повсеместно прослеживается слой (0,2-0,5 м) песчаника, и песка с галькой и гравием кварцевых и кремнистых пород с желваками фосфоритов. В междуречье Волги и Урала сеноманские образования по комплексу микрофауны подразделяются на нижний и верхний подъярусы и представлены глинами зеленовато-серыми, слюдистыми, известковистыми, плотными, с прослоями песчаников и алевролитов. Песчаники темно-серые, почти черные глинистые, слабо карбонатные, тонко – и мелкозернистые. В центральной части Прикаспийской впадины на куполах Индер, Шалкар, Амакты,
На Южной Эмбе разрез сеномана в нижней части представлен глинисто-алевритовой толщей, а выше - песками, местами сцементированными в рыхлые песчаники с рассеянными желваками фосфоритов.
Максимальная мощность в центральной части Прикаспия-270 м, на Южной-Эмбе- 115 м.
Турон-коньякские отложения. Литологическое сходство пород туронского и коньякского ярусов затрудняет их самостоятельное выделение, их разделение может быть осуществлено лишь при анализе распределения комплексов фораминифер в разрезе, а пески и песчаники образуют прослои мощностью до 2 м. Общая мощность отложений туронского яруса 50-80 м.
В Прикаспийской впадине эти породы известны в основном по всей и несогласно залегают на породах сеномана. В основании прослеживается горизонт (до 1 м) песчанистых мергелей с галькой и желваками фосфоритов, либо сплошная фосфоритовая плита (до 0,2-0,4 м). В западной и нейтральной частях Прикаспийской впадины туронские и коньякские породы образованы светло-серыми известняками и мергелями, неравномерно глинистыми и песчанистыми с прослоями белого мела.
На Южной-Эмбе данные отложения представлены зеленовато-серыми. И серыми мергелями, участками глинистых и песчанистых с прослоями белого чистого мела. Мощность изменяется от 50 до 90, а в междуречье Волги и Урала уменьшается до 40-60 м.
Сантонский ярус. Сантонские отложения с размывом перекрывают различные горизонты турона и коньяка. В основании их часто залегает конгломерат, состоящий из окатанной гальки мела, мергелей и фосфоритов размером до 3-5 см. Мощность конгломерата не превышает 0,5 м, в некоторых разрезах он отсутствует. В Прикаспийской впадине породы сантона слагают значительные площади, приуроченные к межкупольным депрессиям. В междуречье Волги и Урала сантонские породы сложены мергелями зеленовато-серыми, глинистыми, иногда песчанистыми и известняками белыми плотными, в юго-восточных районах междуречья известняки почти полностью замещаются белым писчим мелом. В них установлен комплекс фораминифер нижнего и верхнего сантона. Восточное, в районе куполов Индер, Матенко-а, Крыккудук и др. разрез нижнесантонских отложений сложен мергельно-вестняковой толщей, а в верхнем сантоне среди мергелей встречаются про-лои зеленовато-серых известковистых глин.
На Южной-Эмбе данные породы образованы чередованием серых, зеленовато-серых, глинистых, песчанистых мергелей и белого писчего мела. Толщина сантонских пород в междуречье Волги и Урала достигает 100 м, на остальной площади Прикаспийской впадины изменяется от 50 до 85 м.
Кампанский ярус. В Прикаспийской впадине в пределах междуречья Волги и Урала нижний подъярус выделен в разрезах многочисленных скважин и представлен известняками серыми, зеленовато-серыми, глинистыми, плотными и трещиноватыми, с прослоями белого писчего мела и серых глинистых мергелей. В районе купола Аралсор породы представлены глинами серыми, опоковидными, плотными с раковистым изломом, участками известковистыми (Чарыгин и др. 1964). В основании их иногда прослеживается пласт песчанистого мергеля (0,1-0,3 м), содержащего гальки фосфоритов мела и других пород.
Общая толщина пород кампана в Волго-Уральском междуречье. Достигает 150 м, в центральной части Прикаспийской впадины. И на Подуральском плато - 100-170 м, а на местах Южной-Эмбе - до 185 м.
Маастрихтский ярус. Отложения Маастрихта местами без видимых следов перерыва, а местами с небольшим размывом залегают на породах кампана. В Прикаспийской впадине породы представлены переслаиванием светло-зеленовато-серых мергелей, иногда глинистых и слабо песчанистых, мелоподобных известняков и белого писчего мела. В районе Южной I Эмбы и Подуральского плато 'в основании их прослеживается слой (0,2-0,5 м) серых, песчанистых голубовато-серых мергелей с желваками и галькой фосфоритов. В центральной части Прикаспийской впадины толщина равна 160м, на территории Южной Эмбе - 170 м, а в междуречье Волги и Урала изменяется от 155 до 300 м.
Палеогеновая система. Отложения палеогена на территории Прикаспийской впадины представлены тремя отделами: палеоценом, эоценом, олигоценом. Палеогеновые отложения сложены глинами, песчаниками, известняками, доломитами, алевролитами. Толщина пород достигает в межкупольных зонах 1500м.
Неогеновая система. Неогеновые отложения целиком развиты в пределах западной части впадины. Где они сплошным чехлом перекрывают нижележащие разновозрастные отложения, а такие прослежены в отдельных пунктах на востоке впадины. В стратиграфическом отношении неогеновая система расчленяется на два отдела: миоцен и плиоцен. Породы представлены глинами темно-серыми, зеленоватыми, песчанистыми, слабоизвесткови-стыми с линзами и прослоями зеленовато-серых мелкозернистых, известковистых песчаников с углистыми включениями Толщина осадков достигает 713м.
Четвертичная система. Формирование четвертичных отложений проходило в речных, морских, озерно-речных, озерных, эоловых условиях. В стратиграфическом отношении они расчленены на 4 горизонта: бакинский, хазарский, хвалынский и новокаспийский. Породы представлены в основном глинами серыми, светло-серыми, голубоватыми, бурыми, кварцевыми, буровато-желтыми. В верховьях р. Урал, Эмба отмечается наличие гальки и гравия.
1.4 Тектоника
В тектоническом отношении Прикаспийская впадина является отрицательной крупнейшей структурой Восточно-европейской платформы. Стратиграфический диапазон осадочного чехла-то кембрия до четвертичных включительно.
По фундаменту выделяются следующие тектонические элементы: Центрально-Прикаспийская депрессия, Актюбинско-Астроханская система поднятий и зоны бортовых прогибов вдоль границы Скифо-Туранской и Восточно-Европейской платформ на юге и Уральской складчатой системы на востоке. Это тектонические элементы ограничены крупнейшими региональными разломами. Среди них Аралсорско-Хобдинский, Эльтон-Индерский, Урало-Каспийский и другие.