1996年，江苏农学院的一篇论文描述了垛田土壤的理化特性：“垛田全系人工罱积河泥堆叠而成，土壤物质系里下河洼地后期来源于黄淮冲积物的湖积物质，土壤呈黄灰色，土壤剖面中遍布螺蛳壳、蚌壳之类的侵入体，到处可见到动物巢穴和蚯蚓活动，局部地区在20-50厘米处出现埋藏腐殖泥层。土壤剖面上可以看到芦苇根孔，土壤保水力不强，因此不宜开辟为稻田。”

这段文字重点解析了垛田土壤的成因，其中有两点至关重要：一是来源于黄淮冲积物的湖积物质；二是人工罱泥之后堆积而成。由此可以判定垛田的形成时间是在“黄河夺淮”之后；形成方式则是罱取湖泥，水中积土。

南宋初年黄河夺淮之后，黄淮泥沙并没有立即大举进入里下河。当时黄河南北分流，南流部分除干流之外，还同时存在几条支流，这些支流水系散漫紊乱，黄河泥沙大多数停积在沿途各地，对里下河没有产生影响，也就是说，南宋时期的黄河夺淮与里下河无关。

明清两朝，保障运河漕运安全成为国家的头等大事，而黄河夺淮已经是威胁漕运安全的最主要因素之一。明弘治五年（1492），黄河在张秋段决口，冲毁运河河道，漕运中断，朝野震动，明孝宗指派刘大夏主持治河，刘大夏采取“北堤南分”的治河策略，即堵住黄河北岸决口，在北岸加筑一道长达360里的“太行堤”，迫使黄河水全流南下，夺淮河水道入海，即所谓“黄河全流夺淮”。自此，黄河水携带巨量泥沙侵入里下河，泥沙淤积之后，造成里下河水系紊乱、水患频发。清代《咸丰重修兴化县志》追溯里下河水患的根源，最终归咎于刘大夏治河：“明弘治七年，刘大夏筑黄陵冈，北流断绝，自后河渐南逼，下河始有水患。”

到明代后期，里下河的泥沙淤积已经非常严重，尤其是在明隆庆三年（1569）和万历三年（1575）的两次大洪水之后。明代隆庆三年，兴化发生特大水灾，洪水携带有大量的黄淮泥沙，水灾过后，这些泥沙在兴化河流湖荡中沉积下来，兴化地形也随之发生不可逆转的变化。

明万历三年，里下河再次发生特大水灾，扬州府推官李春奉命勘察水情，记录了水灾之后泥沙淤积的景象：“比至兴化，环城皆水，曾无寸土，城内房舍依比而风景萧条，如无人状。过兴化一百二十余里，始间有干土，土上皆浮沙径尺。”《万历兴化县新志》也说：“自万历三年，冲决黄浦口，浊沙随水入垫湖中，以致射阳淤塞，沙泥凑合，不可捞浚，故淤射阳之旁二十余里。”

巨量的黄淮泥沙淤积，一方面加快了里下河淤积成陆的进程，另一方面也为垛田的大量出现创造了条件。