Пензенская область является частью Восточно-Европейской платформы, кристаллический фундамент в пределах которой перекрыт чехлом осадочных пород - отложениями девонского, каменноугольного, юрского, мелового и палеогенового периодов. Палеозойские породы находятся на глубинах нескольких сотен метров от поверхности, а породы мезозойской и кайнозойской эры выходят на поверхность. Немногочисленные обнажения юрских песков с прослоями глин есть на берегах рек Иссы, Шукши, Выши. Выходы нижнемеловых песчано-глинистых отложений часто встречаются в бассейнах рек Выши, Вада, Иссы, Вьяса, Пелетьмы, Шукши. Во многих местах появляются на поверхности верхнемеловые мелоподобные и окремнелые мергели, песчаники, опоки (опока - кремнисто-глинистая осадочная порода). Для западной части области позднемеловая трансгрессия моря была последней, поэтому палеогеновые породы распространены лишь в восточной части области. Общая мощность палеогеновых опок, песчаников, песков изменяется от менее 30 - 50 м у западной границы их распространения, до 200 - 220 м - на востоке и юго-востоке области. Они перекрывают осадочные породы мелового периода.
Современный облик поверхности области в основном сформировался в неогеновом периоде, отличавшемся активизацией тектонических движений. Наибольшее поднятие в это время испытывает центральная часть Приволжской возвышенности. В неогене закладываются основные речные долины области - Суры, Мокши, Выши, Хопра и др.
Верхнечетвертичные и современные отложения распространены в западной части области почти повсеместно, а в восточной - преимущественно в долинах рек. По генезису выделяются ледниковые, флювиогляциальные, аллювиальные, озерно-аллювиальные, и озерно-болотные отложения.
Ледниковые и флювиогляциальные отложения связаны с максимальным оледенением на Русской равнине (днепровским), захватившим западную часть области примерно до меридионального отрезка течения р. Суры. Остатки ледниковой днепровской морены сохранились на водоразделах в западной части области и встречаются местами в береговых обнажениях рек, балок, оврагов. Моренные образования представляют собой песчанистые глины или суглинки с включением валунов и гальки, как местных горных пород (преимущественно песчаников), так и кристаллических пород (гранитов, гнейсов, кварцитов), доставленных ледником с Балтийского щита. Мощность моренных отложений невелика и максимальной величины (15 - 20 м) достигает в доледниковых долинах.
При таянии ледника стекающие воды оставляли маломощные флювиогляциальные осадки мощностью 5 - 6 м, сложенные крупнозернистыми песками с мелкой галькой, которые встречаются пятнами на междуречьях и в долинах рек в западной части области.
Накопление четвертичных осадков происходило и в послеледниковое время.
Аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения слагают первую и вторую надпойменные террасы и представлены песками с прослоями и линзами суглинков или глин.
Современные отложения - аллювиальные и болотные осадки развиты в балках, долинах рек и ручьев. Эти отложения представлены кварцевыми песками с галькой. На заболоченных участках пойм присутствуют болотные осадки. Это чаще всего вязкие темные глины с многочисленными растительными остатками, часто с прослоями торфа мощностью до 8 - 9 м. Мощность современных образований в долинах крупных рек, таких как Сура, достигает 35 м.
Элювиально-делювиальные отложения, являющиеся корой выветривания коренных пород, распространены на пологих склонах водоразделов и долин, сложены средними и тяжелыми суглинками мощностью от 0,5 до 6,0 м.
Физико-геологические процессы
Значительная часть территории области (20 - 25%) подвержена воздействию различных ЭГП - эрозии, оврагообразованию, абразии, оползневым, карсту, суффозии, плоскостному смыву, заболачиванию (см. Приложение к главе 1, рис. 6)
Наибольшую опасность представляют собой эрозионные процессы (овражная эрозия, подмыв берегов, абразия) и тесно связанные с ними гравитационные процессы (обвально-осыпные, оползневые), приуроченные, как правило, к склонам речных долин (реки Сура, Маис, Труев, и их притоки и др.).
Овражная (линейная) эрозия по интенсивности проявления и площадному развитию является одним из главных денудационных процессов на территории области. Современное развитие овражной сети происходит, преимущественно за счет боковых (склоновых) и вторичных (донных) оврагов, приуроченных к древней долинно-балочной сети. Склоны боковых оврагов, в свою очередь, также расчленены отвершками 2-го и 3-его порядков. Поэтому в настоящее время наблюдаются, большей частью, не отдельные овраги, а овражные системы.
Овраги особенно характерны для Приволжской возвышенности, где они развиты на склонах всех речных долин. На крутых северных и восточных склонах овраги обычно короткие и глубокие (до 20 - 30 м), нередко с отвесными стенками. Продольный профиль их достаточно крутой, иногда ступенчатый. Овраги на противоположных, более пологих склонах имеют обычно значительную длину. Склоны их высокие и крутые только в верховьях, а на большей (нижней) части невысокие, выположенные, задернованные. Наиболее активно овраги развиваются на площадях сложенных песчаными отложениями.