Гораздо обстоятельнее своих предшественников обследовал долину Западной Двины г. Антонович, который в 1871 г. проследил её на всём протяжении Витебской губ. В своём отчёте автор сообщает, между прочим, следующие в высшей степени интересные для наших целей данные:

1) Почти во всех обнажениях по обоим берегам Двины находятся одни и те же пласты, в одинаковом положении и на одинаковом уровне, а это наглядно подтверждает вышеприведённое мнение академика Гельмерсена, что долина Двины – «долина размыва». Размывание рекой своего русла продолжается и теперь, причём в некоторых местах «берег обваливается вместе с растущими на нём деревьями, так что иногда довольно большие деревья стоят в русле реки в воде совершенно вертикально».

2) Речная долина то суживается, то расширяется, причём во многих местах но не всегда) у берегов реки ясно видны две террасы: одна, новейшая, у самых берегов, и другая, древнейшая, большею частью, на расстоянии нескольких вёрст от настоящего берега.

3) По вступлении Двины в Витебскую губернию, на протяжении первых 30 вёрст, г. Антонович нигде не встретил в берегах обнажений дилювиальных пород. Напротив, сейчас «по входе в Витебскую губернию, приблизительно до дер. Щербина, Двина имеет совершенно луговой характер; берега её низки, отлоги, песчаны и далеко заливаются водой... В некоторых местах выше села Огрызкова она имеет такую ширину, какой не достигает даже в своих низовьях, и представляет вид озера, очень мелкого и заросшего растениями; и это, вероятно, было прежде самостоятельное озеро, каких так много в окрестности и которое впоследствии было пересечено рекою. По обеим сторонам реки, на расстоянии около версты от берегов, тянется волнистая возвышенность параллельно берегам, и невольно хочется принимать её за древние берега реки». Версты две выше Огрызкова, в берегу высотой около 2 метров, показывается грязно-синяя наносная глина у самого уровня реки. Начиная с деревни Щербина и приблизительно до устья р. Торопы, хотя берега Двины и приняли, по словам автора, более лесной характер и сделались более высокими, но в сущности их геологическое строение и происхождение остались старые. Так, г. Антонович наблюдал на всём этом пространстве или один серый песок, или же, как в окрестностях дер. Устье, под песком – ещё тонкий слой грязно-синей глины и под ним – пласт (около 1% метра) обугленного торфа с остатками растений (то травянистых, то древесных пород). «В этом торфе обращают на себя внимание землистые крупинки вивианита синего цвета, который, вероятно, и сообщает глине синий цвет». Г. Антонович заканчивает своё описание обнажений у дер. Устье следующими характерными словами: «Где я впоследствии ни встречал эту грязно-синюю глину, везде она сопровождалась полусгнившими или обугленными растительными остатками, так что можно думать, что цвет этой глины зависит от присутствия растительных остатков, которые содействовали образованию вивианита и – синей окраске.

Более древние, по мнению автора, породы, чем вышеупомянутые, – дилювиальные, красный песок и особенно красная песчаная глина, начинают появляться в берегах Двины только ниже дер. Лошерино, и затем, несколько утолщаясь, тянутся иногда в сопровождении серых песков вплоть до выходов девонских пластов перед Витебском, над которыми они снова утончаются. «Между Витебском, Полоцком и Десною являются опять одни только наносы, и притом красная глина достигает громадного развития. Между Лешковой и Динабургом река ещё глубже врезалась в наносы и под красной глиной обнажает белый слюдистый песок с особого рода светло-красною, синею и жёлтою глинами... За Динабургом этот белый песок: и сопровождающие его глины исчезают и даже обыкновенная красная глина попадается редко и только тонкими слоями».

Интересное о речных долинах: