Палеоген

Отложения палеогеновой системы широко распространены только в южной части плиты, где они повсеместно выходят на дневную поверхность.

В Поволжье самое нижнее стратиграфическое подразделение палеогена (палеоцен) сложено тонкозернистыми кварц-глауконитовыми песками. Выше залегают опоки и опоковидные песчаники, пески, алевриты, гравелиты и конгломераты с многочисленными зубами акул. Еще выше лежат темно-серые и черные глинистые алевролиты и опоки. Завершают разрез кварцевые пески и песчаники с остатками наземной растительности.

В западной части Прикаспийской синеклизы палеоценовые отложения представлены мергельно-известняковыми породами, аргиллитоподобными опоковидными глинами с прослойками алеврита.

В Воронежской антеклизе нижний палеоцен представлен известняками, а верхний палеоцен - глауконит-кварцевыми песками с включениями окремненных песчаников, фосфоритов и опок.

Эоцен в Поволжье представлен снизу вверх зеленовато-серыми глинами с прослоями опок и опоковидных песчаников, а также кварцевыми и кварц-глауконитовыми песками и желваковыми фосфоритами. Выше залегают кварц-глауконитовые пески, коричневые глины, опоковидные глины и алевролиты, глинистые мергели, мелоподобные мергели.

Эоцен Прикаспийской синеклизы включает карбонатные и глинистые алевролиты, зеленые карбонатные глины с прослоями мергелей.

Олигоцен Поволжья и Прикаспийской синеклизы объединен в нефтеносную майкопскую серию, которая включает также низы неогена. Серия сложена характерными темно-бурыми, коричневыми и зеленоватыми глинами с подчиненными прослоями песков и алевролитов.

В Воронежской антеклизе к олигоцену относят кварцевые пески с подчиненными прослоями кремнистых песчаников и глин.

Неоген

Неогеновые отложения особенно широко распространены в южной части Русской плиты. Они отсутствуют лишь в зонах поднятий и в долинах крупных рек.

В основании нижнего миоцена (аквитанский ярус) в Прикаспии лежит верхняя часть майкопской серии. Выше залегает толща, сложенная песками и углистыми глинами с остатками флоры.

Средний миоцен представлен коричневыми глинами с ярозитом и разнозернистыми песками, формировавшимися в прибрежных условиях. В глинах содержатся обильные обуглившиеся растительные остатки.

Верхний миоцен представлен всеми тремя ярусами и представлен темно-серыми и черными глинами мощностью до 80 м с прослоями тонкозернистых песков и редкими линзами известняков и мергелей. Выше лежат глинистые пески и белые плотные известняки с редкими прослойками зеленоватых мергелистых глин, а также ракушечниками.

Нижний плиоцен представлен мелкозернистыми песками и глинами, а также мергелями, известняками-ракушечниками и песками. В песках содержится большое количество окаменевшей древесины и известково-песчаные конкреции разнообразной формы.

Верхний плиоцен представлен акчагыльским ярусом, который в Прикаспии и Поволжье выражен морскими мелководными глинами и песками мощностью 60-100 м.

В центральных районах европейской России миоцен представлен светло-серыми разнозернистыми песками, тонкослоистыми глинами и алевролитами с растительными остатками, глауконитовыми алевритами, серыми и желтыми глинами. Плиоценовые отложения представлены глинами, линзами железистых песчаников с обильными растительными остатками.