科学家认为，200万年以来，特别是几十万年以来的中、晚、更新世时期，中国西部地势不断上升，干燥气候区不断扩大。这些地带表面沉积的砂岩、粉砂质泥岩以及砂砾岩等比较疏松的岩体在太阳和风的作用下，不断被风化剥蚀，变成大量碎屑物质。
这些大小混杂的碎屑物质从山上崩解下来，开始在山脚下堆积起来。在洪水的作用下，被冲到较远的山麓地带，形成大面积的洪积平原。
每当干燥季节，在大风的作用下洪积平原上的碎屑物质中的细砂和尘土被吹到天空中，其中尘土被吹到千里外的地区，形成了黄土高原；而那些细砂则被风携带到附近，形成沙漠。粒径比较大的砾石，则被留在原地了，就形成了如今的戈壁滩地貌了。
戈壁是粗砂、砾石覆盖在硬土层上的荒漠地形。按成因砾质戈壁可分为风化的、水成的和风成的三种。
其形成主要原因是因洪水冲积而成。
当发洪水，特别是山区发洪水时，由于出山洪水能量的逐渐减弱，在洪水冲击地区形成如下地貌特征：大块的岩石堆积在离山体最近的山口处，岩石向山外依次变小；
随后出现的就是拳头大小到指头大小的岩石。由于长年累月日晒、雨林和大风的剥蚀，棱角都逐渐磨圆，变成了我们所说的石头（学名叫砾石）。这样，戈壁滩也就形成了。
而那些更加细小的砂和泥则被冲积、漂浮得更远，形成了更远处的大沙漠。
戈壁是荒漠的一个类型。即地势起伏平缓、地面覆盖大片砾石的荒漠。来自蒙古语。蒙古语称砾石质荒漠为戈壁。戈壁地面因细纱已被风刮走，剩下砾石铺盖，因而有砾质荒漠和石质荒漠的区别。蒙古人称沙漠地区，这种地区尽是沙子和石块，地面上缺水，植物稀少。
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