Большой Каменный овраг располагается в районе города Жирновска Волгоградской области. Длина оврага равна 10км, средняя ширина превышает 90м, а глубина достигает 30м. Если пройти от устья Большого Каменного оврага вверх, то на некоторое время как бы погрузишься в далекое геологическое прошлое. Исчезнут черноземные степи и нефтяной промысел с качалками, буровыми вышками, факелами горящего газа. Тихо на дне глубокого и большого оврага, ольховые и тополевые заросли затеняют солнце. Ничто не мешает воображению и размышлению. В пластах серого известняка Большого Каменного оврага увидишь отпечатки бывших обитателей дна каменноугольного моря, тут и конической формы одиночные кораллы, свидетельствующие о том, что море было теплым, и раковины так называемых плеченогих морских организмов, и останки морских ежей. В прослойках известняка можно найти красивые кремни, чем-то напоминающие драгоценные агаты Армении и Сибири. Воображение рисует древнее неглубокое море на месте Большого Каменного оврага, дно которого кишело подводными обитателями.

Пройдя по Большому Каменному оврагу двести-триста метров, обращаем внимание на огромные округлые глыбы слежавшегося, спрессованного песчаника из морских пластов — ровесника древнейших птиц—археоптериксов. Песок и гравий с костными остатками свидетельствуют о том, что эти пласты формировались на суше, населенной огромными животными.

Еще далее вверх овраг почти безлесен, так как сквозь песчаные породы быстро фильтруется вода. Ничего не остается растениям. Слева и справа видны обрывы, в которых вскрываются то железистый песок, то мел. Задержитесь у пластов иссиня-черного железистого песчаника. Его обломки разбросаны по склонам Большого Каменного оврага и на водоразделах. В них содержится до 35 процентов железа — это не меньше, чем в известных Керченских железных рудах.

А если еще пройти по дну Большого Каменного оврага — все вверх и вверх, то откроются пласты белого мела, образовавшиеся в геологический период, так и называвшийся—меловым. Такие пласты очень распространены в Западной Европе, вплоть до берегов Северного моря и Ла-Манша. Меловые залежи — бывшее царство головоногих моллюсков, обитавших на дне древнего моря миллионы лет назад.

И, наконец, в верховьях оврага Большого Каменного оврага мы попадаем в совсем недалекое геологическое прошлое — ледниковую эпоху. Это каких-то 200—300 тысяч лет назад. Ее свидетели—валуны гранитов, кварцевых и других пород, разбросанные по полям.

Большой Каменный овраг интересен тем, что по нему можно совершить путешествие во времени и в пространстве, пройдя по его дну от устья к верховьям. За 2-3 часа экскурсии можно посетить различные геологические эпохи: от карбона палеозойской эры (около 300 млн. лет назад) до ледниковой эпохи антропогена (около 300 тыс. лет назад).

В устьевой части Большого Каменного оврага, в левой его стороне вскрываются известняковые слои с прослойками глины различной плотности – былая земная поверхность эпохи мезозоя и палеозоя. Идя по большому оврагу можно наблюдать, как известняки в западном направлении погружаются, сменяясь юрскими песками и конкрециями песчаника и коричневыми слоистыми глинами. В основании байесских морских песков залегают косослоистые железистые речные пески с галькой кварца, известняка и других следов древней юрской реки. Далее в Большом Каменном овраге можно наблюдать меловые отложения. Здесь одни пласты сменяются другими. Выходы железистых ржавостальных песчаников неокомского яруса нижнего мела образуют в рельефе гряду. Неоком сменяется серовато-желтыми песками, чередующимися с песчаными глинами. Это осадки аптского яруса. В следующем обнажении можно наблюдать зеленовато-серые слюдистые пески сеноманского яруса. Тут не видны выходы мергеля и мела туронского яруса. Наконец, еще выше Большого Каменного оврага, можно увидеть опоки, глины сантонского и кампанского ярусов. По склонам оврагов встречаются валуны кристаллических пород: кварцитов, гранитов, зеленовато--каменных пород, принесенных ледником. Столь же уникальные обнажения можно наблюдать и в Малом Каменном овраге, впадающем в реку Медведицу в полутора километрах выше по течению от Большого Каменного оврага.