Im Eiszeitalter (Quartär; Beginn vor ca. 2,5 Mio. Jahren) erfuhr die Landschaft allmählich ihre heutige Ausformung. In den Kaltphasen, insbesondere während der drei großen nordeuropäischen Vereisungen (Elster-, Saale-, Weichsel-Kaltzeit) herrschten hier im eisfreien Mittelgebirgsbereich Dauerfrostverhältnisse (Tundra) mit tiefgründigem Bodenfrost. Die Region war waldfrei. Unter diesem Klima erfuhren die Kräfte der Abtragung starke Impulse. Vorher vorhandene flache Talmulden wurden wiederholt rapide und - insbesondere in der letzten Kalkzeit Weichselkaltzeit - recht steil eingetieft. Seit Ende des Tertiärs hat der Eintiefungsbetrag mehr als einhundert Meter erreicht. Die Markau in Münchehof (Talaue) liegt heute um 200 m NN.

Der Felsuntergrund, sowohl das Grundgebirge des Harzes als auch besonders die weicheren Gesteine des Zechsteins, Buntsandsteins und Muschelkalks, wurde unter Einfluss des Permafrostes rasch aufgearbeitet, das Material glitt als Fließerdestrom auch bei flachesten Talneigungen den Vorflutern zu und wurde hier zunächst flussabwärts aus dem Harzrandgebiet nach Nordwesten verfrachtet. Im Höhepunkt der jeweiligen Kaltphasen erlahmte die Transportkraft der Gewässer; der Abtragungsschutt häufte sich zu weitflächigen, talbegleitenden Schotterebenen an. Auch im Raum Münchehof lassen sich aus den Kalkzeiten die zugehörigen Schotterterrassen in Resten oder nach weitflächig beobachten. Hoch an den Hängen finden sich Talreste der Elster-Kalkzeit, die Oberterrassen, weitflächig zwischen Münchehof und Neuhausen Talböden der Saale-Kaltzeit (Mittelterrasse), meist unter Lössbedeckung (s.u.) und in den Niederungen der Bäche, oft mehrere hundert Meter breit, die flachen Aufschotterungsebenen (Niederterrasse) der letzten, der Weichsel-Kaltzeit.

Während der Kaltzeiten war der Harz - entgegen früheren Theorien - nicht mehr vom nordischen, von Skandinavien nach Süden kriechendem Gletscher überdeckt worden. Die Gletscher der Elster-Kaltzeit kamen unweit nördlich des Harzes zum Stehen und drangen lediglich an dessen Ostrand bis in das Thüringer Becken ein. In Münchehof, genauer gesagt am Margaretenkamp, zwischen Münchehof und Herrhausen jedoch, endete die südlichste Verbreitung der Gletscher der (älteren) Saale-Kaltzeit (Drenthe-Stadium). Nach Ablagerung der Mittelterrassenschotter von Markau, Assekenbach und Nette schob sich aus Nordosten eine Gletscherzunge bis zum nordwestlichen Ortsrand Münchehofs vor. Hier findet sich über den aus heimischen (Harzern) Gesteinen gebildeten Mittelterrassenschottern ein Geschiebelehm, das ist die Grundmoräne eines Gletschers, der Feuersteine u.a. nordische - vom Eis verfrachtete - Gesteine führt.

Der Margaretenkamp stellt - als ehemals kräftigere Erhebung - den äußersten Eisrand, die Endmoräne des saalezeitlichen Gletschers dar. Von hier dehnte sich das Eis dann weiter nach Westen aus. Die nach Nordwesten gerichteten Gewässer wurden aber vom Gletscher abgeriegelt, es bildete sich eine große "Talsperre", ein sog. Eisstausee. Er wurde von den Schmelzwässern des Gletschers und den heimischen Bächen gespeist. In ihm setzten sich vor allem die feinen Trübstoffe (Ton, Schluff) ab. Der Stausee hielt sich sicherlich nur wenige Jahrhunderte; als das Eis dann vor ca. einhundertdreißigtausend Jahren abschmolz, leerte sich das Becken. Die weitflächigen, ebenen Beckenablagerungen wurden erst in der jüngeren Kaltzeit durch die Markau, Nette und den Assekenbach zerschnitten. In der jüngeren Saalekaltzeit und insbesondere während der Weichselkaltzeit (Ende vor ca. zwölftausend Jahren) wurden die Flächen von feinsten, vom Wind verfrachteten Gesteinsstaub, dem Löss, überdeckt.