早侏罗世是全球重大地质历史时期,伴随着潘吉亚大陆裂解和中大西洋形成,火山活动频繁,包括中大西洋大火成岩省、卡鲁—费拉大火成岩省和巴塔哥尼亚大火成岩省等,环境—气候变化剧烈,出现了如早侏罗世早普林斯巴赫期变暖事件、普林斯巴赫—托阿尔期边界事件和早托阿尔期大洋缺氧事件等。当前对这些环境—气候变化的研究主要集中在西特提斯洋海相地层,它们在陆相地层的记录和表现以及它们与早侏罗世火山活动之间的关系人们还知之甚少。为了揭示早侏罗世海相地层记录的环境—气候变化事件在陆相地层的记录、表现及其与火山活动的联系,论文以柴达木盆地北缘早侏罗世典型陆相煤系剖面为研究对象,应用矿物学、岩石学、沉积学和地球化学等理论与方法,利用实测剖面、砂岩岩矿鉴定、泥岩实验测试（元素含量、总有机碳及其同位素组成、Hg的浓度、粘土矿物组成）等数据资料,围绕泥质岩汞的赋存、来源及其与火山活动的联系,火山活动的环境—气候效应2个科学问题,进行了早侏罗世环境—气候变化在陆相地层的记录、表现及其与火山活动联系的研究。基于前人生物地层,利用研究区有机碳同位素组成(δ13Corg)化学地层剖面与全球地质年代约束良好的剖面对比,建立了研究区阶（期）级别的高分辨率综合地层格架。将研究区小煤沟组大致对应于辛涅缪尔阶;火烧山组和甜水沟组对应于普林斯巴赫阶;饮马沟组对应于托阿尔阶。识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和有机岩5种岩类、14种岩相、13种岩相组合,将它们归类于河道型、河漫型、湖泊充填和沼泽4种岩相组合成因类型。总结辫状河、曲流河和湖泊3种沉积体系,在前人研究成果基础上,本次研究建立和恢复了早侏罗世沉积模式和沉积环境演化历史。结果表明,早侏罗世研究区处在断陷期,物源主要为北面欧龙布鲁克活动带,其次为南面的东昆仑活动带,古水流主体呈北西—南东方向,沉积区主要位于柴达木盆地北缘,两侧分别发育来自东北面欧龙布鲁克活动带和西南面东昆仑活动带的支流,柴达木主地块此时为过路无沉积。研究区早侏罗世共经历了7次湖侵,在辛涅缪尔期至普林斯巴赫早期（小煤沟组—火烧山组）发生了两次湖侵,发育辫状河沉积体系;在普林斯巴赫中晚期（甜水沟组）发生了3次湖侵,均导致了沉积体系由河流到湖泊的转换;在托阿尔期发生了两次湖侵,主要发育湖泊沉积体系。早侏罗世陆相地层记录的δ13Corg值在辛涅缪尔期呈现稳定状态,在普林斯巴赫至早托阿尔时期呈现波动状态,在晚托阿尔期恢复稳定状态。本次研究在早普林斯巴赫期、晚普林斯巴赫期、普林斯巴赫期至托阿尔期界线处和早托阿尔期一共记录了4次δ13Corg负偏移。总有机碳（TOC）在研究区早侏罗世共出现了5次峰值,除了辛涅缪尔期的峰值外,其余4次均对应于δ13Corg负偏移,代表了四次碳循环的波动。CIA变化曲线表明研究区在辛涅缪尔期经历了强烈的风化作用;在普林斯巴赫期至早托阿尔期风化作用呈剧烈波动的趋势,整体经历中等的风化作用,共出现了4次CIA峰值代表了强烈的风化作用;晚托阿尔期整体经历了较弱的风化作用。高岭石含量变化指示研究区在辛涅缪尔期整体为温暖湿润的古气候,到普林斯巴赫期古气候波动剧烈,期间出现了3次温暖湿润的阶段,到托阿尔期古气候逐渐变得干旱炎热。通过汞浓度与TOC、全硫和粘土矿物的相关性分析发现早侏罗世泥质岩汞的宿主为有机质,利用TOC校正后的Hg/TOC比值共出现了4个峰值,这4个峰值与4次δ13Corg负偏移近同步的出现指示了火山活动是研究区汞富集的主要来源。通过δ13Corg负偏移,研究区共识别出4次可与全球对比的地质事件,包括早普林斯巴赫变暖事件、Subnodonus化石带同位素负偏移事件、普林斯巴赫—托阿尔期边界事件和早托阿尔期大洋缺氧事件。火山喷发和岩浆侵入富含有机质的岩石导致了有机质储层（包括煤和石油）的燃烧或变质释放的大量贫13C的CO2可能是这些事件的主要原因。对于前三次地质事件,火山喷发和岩浆侵入有机质释放大量的贫13C的CO2,造成大气CO2浓度的升高,富含12C的CO2将优先通过光合作用或有机质形式的化学过程转移到陆地中,从而导致陆地δ13Corg负偏移。CO2浓度升高导致全球气温上升,海水蒸发量加大,这加速了海洋与陆地之间的水文循环,造成了陆地降雨量的增加和温暖湿润气候的盛行。温暖湿润气候的盛行会加速大陆风化速率和有机质埋藏速率。同时,降雨量的增加不仅有利于湖平面的上升,而且有利于源区植被覆盖改善后陆源碎屑进入盆地的供给速率下降,进而导致湖平面在短时间内迅速上升,造成了沉积体系由河流到湖泊的转换。对于早托阿尔期大洋缺氧事件,由于该时期研究区受到东亚季风环流加强的影响,温度的升高并没有导致陆地与海洋的水文循环加快,此时古气候以升温为主导,逐渐演化为干旱炎热的古气候。干热的古气候导致大陆风化速率和有机质埋藏速率相对较弱,吸收的CO2量较少,这也导致了柴达木盆地整个托阿尔期都处于干热的气候条件下。