中国黄土分布广、厚度大、沉积连续,敏感地记录了环境及气候变化信息,是研究气候、环境变化及青藏高原隆升效应的良好载体。然而,黄土物质来源一直无法得到统一的认识。近几十年来,前人基于多种间接的手段,如对比黄土堆积区与源区的物理、化学等特征,认为腾格里沙漠为黄土高原粉尘的直接源区之一,但对该地区的第四纪古环境状况的了解却比较有限。腾格里沙漠紧邻黄土高原西北缘,是通过古环境研究验证前人结论的理想区域。为了获得长序列的古环境记录,本研究在腾格里沙漠北部的白碱湖地区获取了钻孔岩芯,综合运用磁性地层学、电子自旋共振(ESR)测年建立了钻孔的年代框架;基于地层宏观特征、粒度分布及组成、微体古生物残体分析等手段确定了钻孔地层的沉积相,重建了第四纪区域沉积环境的总体状态。最后,通过区域对比,讨论了腾格里地区第四纪环境状态及其作为黄土高原粉尘物质主要源区的可能性。得出以下初步结论:(1)依据岩性特征对获取的总长度104 m的沉积岩芯由下至上划分为6个沉积单元(Unit 1-Unit 6)。其中Unit 1、Unit 3及Unit 5地层以棕色或灰绿色粘土为主;粘土层间夹杂青灰色、棕色或灰黑色细砂;Unit 2、Unit 4、Unit 6地层以青灰色细砂与棕色及灰黑色细砂交替沉积为特征;砂层间夹杂多层棕色粘土。其中,多段砂层发育明显的平行层理或交错层理。(2)依据地层宏观特征,如成分、颜色、沉积构造等,初步判定整个钻孔地层形成于湖泊环境。在代表性层位中发现了指示水体环境的生物学证据,如11.88 m、12.3 m、84.99 m及96.36 m地层中发现有轮藻藏卵器的残体;94.54 m和102.24 m地层中的介形虫壳体,支持了湖泊环境的判断。粒度分布及组成特征表明104-64.19 m沉积物以粒径<63μm的组分为主,含量近90%,其中粒径<2μm组分含量可达30%。64.19 m以上地层,粒径<63μm组分含量开始减少至约20%,100-250μm组分开始稳定70%左右,平均粒径开始增大至125-250μm(2-3φ);其中粒径介于100-250μm的风成砂组分含量增高且处于主导地位指示了风力搬运组分对沉积物的主要贡献,即此段湖相沉积物主要来自风力搬运的补给。(3)古地磁及ESR测年结果显示,钻孔地层记录了布容正极性时(Brunhes)、松山负极性时(Matuyama)及高斯正极性时(Gauss)晚期。布容正极性时与松山负极性时界线、松山负极性时与高斯正极性时的界线分别位于44.57 m和94.31m,钻孔底界年龄老于2.6 Ma。(4)结合前人在腾格里沙漠腹地、腾格里沙漠西南缘的研究结果,本研究的结果表明:腾格里大部分地区在早更新世保持了湖泊为主的环境,自约0.9 Ma开始在盆地局部地区开始发育沙漠环境。因此,腾格里地区在早更新世时期难以为黄土高原提供大量的粉尘物质。