亚洲内陆沙漠的发育是新生代亚洲内陆干旱化的直接结果,对其形成发展历史的研究可以为认识亚洲内陆干旱化历史和演化过程提供最直接的证据。在这些沙漠中,黄土高原近源沙漠是黄土高原粉尘沉积的重要源区,在黄土高原形成过程中发挥了重要作用。位于河套盆地南部的库布齐沙漠是黄土高原近源沙漠之一,由于其特殊的地理和地貌条件,库布齐沙漠的形成不仅受控于亚洲内陆干旱气候的发展,同时也受黄河活动和河套盆地古环境的影响,而河套盆地古环境重建则是认识库布齐沙漠和黄河形成演化过程的关键。本文对位于河套盆地的DR01钻孔地层序列进行了总结,同时对钻探于盆地中部的WEDP05钻孔开展了系统的沉积学和年代学研究。采用电子磁旋共振(ESR)和磁性年代学方法建立了WEDP05钻孔地层的年代标尺。通过地层岩性判识、古生物证据、颗粒形态扫描电镜观察和粒度分析等多种方法恢复了 WEDP05钻孔地层的沉积相。在此基础上,利用WEDP05钻孔沉积物色度、磁化率、粒度、碳酸盐碳氧同位素、有机质碳氮同位素及总有机碳和总氮含量等环境代用指标并结合包括DR01钻孔在内的盆地多个钻孔沉积地层特征和年代序列重建了河套盆地新生代气候和古环境演化历史。最后,探讨了库布齐沙漠的形成时间及发育模式并讨论了黄河活动在盆地古环境演化和库布齐沙漠形成方面的重要作用。主要得出以下结论:1.DR01钻孔地层自底到顶可分为:晚白垩纪地层(2503.18-2125.45 m),下部主要为棕红色泥岩夹浅灰色泥岩,上部主要为棕红色泥岩、砂质泥岩夹黄色砂岩和紫色薄层泥岩。上新世地层(2125.45-1834.55 m),棕色泥岩和砂质泥岩、淡黄色、粉色砂岩偶夹紫色泥岩、砂质泥岩,与白垩纪地层之间呈不整合接触。第四纪地层(1834.55-0 m),淡黄色粉砂和细砂夹淡红色泥岩、砂质泥岩,部分层位出现青灰色、灰绿色、浅灰色泥岩,为典型的湖相沉积物。2.WEDP05钻孔地层沉积相自顶到底可划分为:0-11.3m,河流和沙漠沉积,其中顶部5.5 m以粗颗粒河流砂为主;11.3-87.51 m,湖相沉积,以细粒粘土和粉砂质粘土为主;87.51-141.63 m,风成砂层夹湖相沉积层;141.63-183.35 m,湖相沉积为主,中间夹一套风成砂层;183.35-268.14 m,风成砂层为主,中部夹厚约30米湖相沉积层;268.14-274.60 m,湖相粉砂质粘土沉积。3.WEDP05钻孔B/M界限位于143.4m处,钻孔底界年龄为～1.68 Ma。4.河套地区在新生代早期可能处于隆起状态并接受剥蚀,至少在上新世后开始沉降形成沉积盆地,盆地内发育河湖相沉积环境,第四纪时河湖和沙漠沉积环境多次交替发育。自早更新世以来盆地经历了多次的湖泊和沙漠交替扩张过程,其中～1.47-～1.30 Ma,～1.17-～1.07 Ma,～0.68-～0.60 Ma和～0.47 Ma至末次间冰期时湖泊扩张、沙漠收缩,盆地内气候相对湿润;在～1.30-～1.17 Ma,～1.07-～0.68 Ma、～0.60-～0.47 Ma和末次冰期时沙漠扩张、湖泊收缩,盆地以干旱气候为主。～0.47 Ma、～0.3 Ma和末次间冰期是盆地内湖泊扩张最为显著的三个时期;末次冰期和全新世时,湖泊萎缩消亡,库布齐沙漠显著扩张并发育大型沙丘,逐步形成现代景观格局。5.库布齐沙漠至少在早更新世～1.65 Ma时已经形成。近地面冬季风对河套盆地内裸露的河湖相沉积物的改造和搬运分选是库布齐沙漠物质的主要来源方式。黄河活动提供大量的碎屑物质是导致库布齐沙漠发育的重要原因之一,同时盆地内湖泊萎缩及区域干旱气候也发挥了重要作用。6.河套盆地内黄河古河道可能至少在上新世时就已经形成。黄河流入河套盆地并建立较为完整上游水系的时间可能发生在至少～1.6 Ma,并至少在～1.2 Ma时形成较为完整的串联河套盆地、晋陕峡谷、汾渭盆地和三门峡的现代黄河水系。差异性构造活动造成盆地出水口抬升是导致黄河形成之后在河套盆地内发育湖泊环境的主要原因,湿润的气候条件对盆地内大湖的形成起到一定的促进作用,而黄河快速侵蚀下切是造成河套盆地湖泊消亡的主要原因。