Das Rotliegende entstand in dieser Zeit durch Ablagerungen von Tonschlamm und Sand in stehendem oder schwach bewegtem Wasser. In dem subtropischen Klima bildeten sich Eisenverbindungen (Hämatit), die sich in den Schlamm- und Sandschichten einlagerten und für die rote Farbe verantwortlich sind. Im Laufe von Jahrmillionen herrschten wüstenhafte bis halbwüstenhafte Verhältnisse mit hohen Temperaturen, Europa wurde vom Meer aus dem Norden, dann von Meereseinbrüchen aus dem Süden überflutet. Das zurückgehende bzw. verdunstende Wasser hinterließ große Mengen an Kalkablagerungen, die heute noch in den Steinbrüchen der Mainzer Gegend abgebaut werden.

Auch das Rotliegende war von Kalkablagerungen bedeckt. Durch diesen gewaltigen Druck entstanden im Rotliegenden aus dem Tonschlamm Tonsteine und aus dem losen Sand Sandsteine, die meist bis zu 3000 m unter der Erdoberfläche liegen. Durch Erdbewegungen wurden sie seit Beginn der Eiszeit in den letzten 2 Millionen Jahren an die Oberfläche gehoben, während zeitgleich die Abtragung der aufgelagerten Gesteinsarten erfolgte.

Das Rotliegende zwischen Nierstein und Nackenheim ist nahezu 800 m mächtig und erstreckt sich in seiner Süd-Nord-Ausdehnung über 4,8 km, in der Ost-West-Ausdehnung sind es 800 Meter. Da die roten Erdschichten nur an dieser Stelle zu Tage treten, werden sie auch "Nierstein-Formation" genannt. In den unteren Schichten sind Tierfährten und Pflanzenteile zu finden, die für Rückschlüsse auf die damalige Tier- und Pflanzenwelt sehr wertvoll sind. Fährtenplatten aus diesem Bereich sind im Niersteiner Paläontologischen Museum zu besichtigen.
Bei einem Spaziergang auf dem Riesling-Wanderweg zwischen Nackenheim und Nierstein kann man die Gesteinsschichten des Rotliegenden sehen und erahnen, welch ungeheuren Kräfte die Verwerfungen bewirkt haben.