冰沟丹霞景区位于张掖市以西43千米的肃南县康乐乡，出露的白垩纪地层为：褐红色泥岩、粉砂岩为主，间有灰白色泥岩，偶含灰紫色和灰色砾岩。局部覆盖有新生代洪积扇砾岩。
冰沟丹霞景区的岩层处于褶皱近轴部的平缓部位，暴雨、河流等沿着垂直的节理侵蚀强烈，坚硬的砂砾岩层成为其下软弱岩层的保护帽而抵抗侵蚀，就形成一个个直立的柱子。对于每个柱子而言，一旦顶部的砾岩保护层掉了，整个柱子就快速削低，相邻的柱子若有砾岩层保护而耸立在原地。结果就形成赤壁丹崖的地貌景观，这就是典型的丹霞地貌。
岩石由一亿年前白垩纪早期的河湖相沉积砂岩、砾岩和泥岩组成，因气候炎热干旱（紫红）与潮湿（灰绿）频繁交替而沉积了不同色彩交互的地层。第一步：陆相沉积准备了物质基础。大约几百万年前的第三纪晚期，青藏高原隆起导致祁连山向北东方向的逆冲抬升造成了白垩纪沉积层的褶皱，褶皱带走向沿着祁连山北麓NW—SE方向延伸。褶皱的后期还形成了两组直立的节理面，将沉积岩层切割成一个个菱形的柱子。随着祁连山进一步向北东方向逆冲，白垩系褶皱带也遭受了强烈的剥蚀而露出地表。此为第二步：构造运动为后来的侵蚀作用奠定了边界条件。
这些位于祁连山北麓的岩石柱子遭受雨水等的侵蚀而逐渐降低，当侵蚀到砾岩层时侵蚀速率就大大降低，砾岩层之下的软弱泥岩层就得以保护。一旦某个柱子顶部的砾岩层脱落，其下部的泥岩就很快垮塌，而相邻柱子因还有顶部砾岩保护而屹立在山坡上，形成赤壁丹崖的丹霞地貌景观。
偶夹的砾岩层或上覆的第四纪洪积扇抵抗侵蚀的能力远远高于其下的泥岩和粉砂岩，保护其下的泥岩和粉砂岩；而垂直的两组节理却为雨水的侵蚀提供了便利条件。这两个条件造成了沉积岩柱子的明显差异：一旦顶部的砾岩保护层脱落，下部的软岩层就快速坍塌，露出相邻柱子。受到顶部砾岩层保护而残存的岩石柱子（剥蚀残丘的一部分）侧面露出红层为主的泥岩层，而夹杂其间的灰白岩层因为雨水的冲刷而受到上方红层三氧化二铁的污染也不均匀地变红（形成次生红层）。因此柱子侧面总体上表现为褐红色、粉红色为基调的红色，形成赤壁丹崖的砂泥岩地貌，这便是典型的丹霞地貌！
丹霞地貌的定义：1928年，冯景兰等在粤北仁化县发现丹霞地貌，并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层；1938年， 构造地质学家陈国达把这种红色岩层上发育的地貌称为“ 丹霞地形 ”，并把这种地形作为判断丹霞地层的标志。1977年， 地貌学家曾昭璇第一次把“丹霞地貌”按地貌学术语来使用。1982年，素有“丹霞痴”之名的 地理学 家李见贤（ 黄进 ）发表了《丹霞地貌坡面发育的一种基本方式》;1983年《地质辞典》首先提出丹霞地貌定义，“指厚层、产状平缓、节理发育、铁钙质混合胶结不匀的红色砂砾岩 ，在差异风化 、 重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、 宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。”这是学术界对丹霞地貌所下的第一个定义，尽管对丹霞地貌的定义仍存在争论。
