酒泉盆地西缘红柳峡地区发育白垩系-新近系,自下而上分别为下沟组、中沟组、火烧沟组、白杨河组和疏勒河组,均以陆源碎屑岩为主,主要包括砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和泥灰岩,白杨河组地层中含石膏层。砾岩主要包括颗粒支撑的河道砾岩和杂基支撑的重力流成因砾岩,砂岩、粉砂岩和泥岩在不同层位均有分布,其物源无明显差异。泥灰岩只分布于下沟组上部,与泥岩互层。石膏层分布于白杨河组下部,多与泥岩、粉砂质泥岩和钙质泥岩呈互层状产出。下沟组主要发育辫状河三角洲相和湖泊相,辫状河三角洲相包括辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和前辫状河三角洲亚相,平原亚相包括分流河道和分流河道间两种微相。前缘亚相包括水下分流河道、水下分流河道间、席状砂和河口坝四种微相。下沟组上部湖泊相包括浅湖和半深湖-深湖相亚相。中沟组、火烧沟组和疏勒河组均为扇三角洲相,主要包括扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。平原亚相包括泥石流和沼泽微相,前缘亚相包括水下分流河道、水下分流河道间、席状砂和河口坝等微相。白杨河组湖泊相分为咸化湖和浅湖亚相。早白垩世下沟组沉积初期为干旱-半干旱气候条件,沉积后期,湖平面上升,红柳峡地区变为半深湖-深湖沉积,早白垩世后期受地壳差异升降影响,西部祁连山区和红柳峡地区高差显著,降雨增多导致泥石流频发,在入湖处形成了扇三角洲。约110Ma年前,晚燕山构造运动使酒西盆地隆升,上白垩统被大量剥蚀,中沟组和火烧沟组为角度不整合接触,渐新世初期气候变得干燥,湖水盐度升高,中后期降雨量增强,气候变得湿润。渐新世末期地壳抬升,在经历了小规模的地壳运动后整个祁连造山带也趋于稳定。