第四纪期间，腾格里沙漠曾出现多次沙漠与非沙漠的转变，中国西部现代干旱环境不是连续存在的，在距今2.3-3.9万年前，中国西部曾存在一个“泛湖期”和高湖泊水位期，气候湿润且温暖，形成了普遍发育的高湖岸和丰富的动植物化石，在腾格里沙漠形成了面积达1.62-2.00万平方公里的连续水域全新世在距今8500年前出现高水位，之后连续下降并有波动，形成距今5800-5200、3700-2500、2000-1400年前的湖岸阶地在“泛湖期”湖相地层中，至少记录了三次古地磁事件，反映了地球磁场的不稳定性研究证明，黄土与沙漠区物质组成具有一定的相关性，是我国黄土物质的重要源区。
