作为青藏高原东北部最大的内陆盆地,柴达木盆地因其特殊的地理位置,直接受到青藏高原隆升过程中气候和环境变化的影响。植物化石因可记录其生长时期的环境和气候信息,常作为探讨古环境的指标,利用植物化石材料进行分析,对于研究青藏高原的古气候变化、古环境变化等方面具有一定的意义。相较于保存有完整形态的植物化石,植物残体化石具有分布范围广、数量丰富以及化石类型复杂多样的特点,可作为恢复古环境的良好标志。本文主要以柴达木盆地花土沟地区渐新世植物残体化石研究为主要目标展开,经过室内化学处理分析,利用体视显微镜、生物显微镜和扫描电镜观察并分类,获得了木炭化石、分散角质层化石、具特殊形态的球状化石以及其他具有一定结构的有机质体在内的多种植物化石残体。利用管胞纹饰特征划分木炭化石,建立了新的形态学分类体系,即无纹孔大类中的粗糙具木射线类、光滑无木射线类;具纹孔大类中的单列纹孔类、双列纹孔类、具螺纹裂隙类、具螺纹加厚类、具交叉场类以及具梯状纹孔类;基于纹孔形态差异,单列纹孔类进一步划分出四个亚类,双列纹孔类划分出三个亚类。木炭化石的保存特征显示柴达木盆地渐新世时期发生过野火,火活动属于强度较高的林冠火;基于炭屑形态分析推测其来源植物以木本植物为主,草本植物次之。依据形态特征对分散角质层进行分类,得出无气孔大类中直壁无气孔类的七个亚类与曲壁无气孔类的两个亚类。通过球状化石形态特点以及能谱测试,对其系统分类位置与保存状态进行了讨论,认为球状化石属于藻类植物,而化石的元素组成显示化石在后期的埋藏保存中发生了黄铁矿化。通过研究植物残体化石,补充了该地植物化石微观结构研究的不足,结合其他植物大化石的研究,推测柴达木盆地渐新世时期具有比现今更为丰富的植物类型,对恢复该地在渐新世的古植被面貌有一定帮助,指示当时为温暖湿润的气候环境。