下段为暗红—紫红色中厚层泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩夹橘黄色中粗粒—中细粒砂岩；上段为灰白—浅橘黄色中粗砂岩，局部为细砂岩。总厚度超过200米。与下伏下渐新统为不整合接触，与上覆中、上渐新统伊肯布拉格组为整合接触。含丰富的哺乳动物化石，主要有Desmatolagus gobiensis、Parasminthus tangingoli、Cyclomylus lohensis、Karakoromys decessus、Tataromys sigmodon、Cricetops dormitor、Cadurcodon ardynense和Lophiomeryx gobiae等约30个种。其中高达10种，如戈壁链兔、退隐卡拉鼠等都曾在蒙古三达河组或中国
乌兰塔塔尔组中发现过；另还含
阿尔丁卡地犀和戈壁脊齿鼷鹿，这两种化石过去从未在早渐新世以后地层中出现过。