作为世界上最大的温带干旱区域,中亚地区在全球气候环境变化中产生巨大影响而倍受关注,亚洲内陆干旱化是晚新生代以来全球气候恶化的重要标志。亚洲内陆也是耦合全球海-陆-气变化的关键纽带区域,全球变冷、青藏高原隆升以及特提斯洋海退被认为是控制亚洲内陆干旱化的三大因素,然而由于现有的科学证据均是周边地区的风尘记录、匮乏干旱区内部长序列详细的地质资料,对于三者影响的认识并不清晰,因此,获取一系列有力的直接证据对我们了解气候演化历史和亚洲干旱化机制具有重大意义。柴达木盆地是位于青藏高原北部最大的一个封闭盆地,发育巨厚且连续的新生代地层,详细记录了周缘山体构造隆升过程和区域气候演化历史。本研究选取含有丰富动植物化石、以湖相沉积为主（且沉积连续）和具有精确古地磁地层年代控制的柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面新生代地层为研究对象,通过对其中中新世-早更新世沉积物有效气候代用指标（碳酸盐、硫酸根和氯离子）和粘土矿物元素分析,结合生物特征和前人研究成果,恢复了该区中中新世以来古气候和源区化学风化变化趋势,并与全球气候变化及区域构造隆升事件对比分析,探讨柴达木盆地干旱化历史以及可能的主导因素。取得了以下主要认识:（1）中中新世以来柴达木盆地气候经历了相对湿润、半干旱-半湿润和干旱的三个阶段演化过程。15.3～13.0 Ma气候代用指标以Ca CO₃含量（平均值11.331%）呈降低趋势、SO₄^2-（平均值1.464 mg/g）和Cl^-（平均值12.786 ug/g）含量相对低值为特征,反映气候环境相对湿润;13.0～6.6 Ma以Ca CO₃含量（平均值10.443%）呈高频波动和急剧升高后降低、而SO₄^2-（平均值1.526 mg/g）和Cl^-（平均值17.394 ug/g）含量台阶式增加为特征,气候可能为半干旱-半湿润环境;6.6Ma以来盐类离子含量相对前期增加(SO₄^2-平均值2.055 mg/g和Cl^-平均值20.314 ug/g),以及粘土物质Co/La、B/Ga、Mn/Y、Zn/Y、K/Na、Sr/Ba、Mg/Ca、Sr/Ca、CEC和Fe/Mn值具增大趋势,代表气候干旱。结合生物特征和前人研究成果,认为盆地干旱化历史可能从中中新世13 Ma左右开始逐步发展,而真正意义上的干旱化始于6.6 Ma以来。（2）根据粘土物质CIA值和Rb/Sr比值,并结合邻近瑙格剖面数据资料,获得了柴达木盆地中中新世以来化学风化强度整体上呈减弱趋势,特别2.6 Ma以来尤为明显,认为气候不断干冷化是主要控制因素,但6.6～2.6 Ma期间化学风化作用呈现微弱增强趋势,可能与青藏高原强烈隆升有关。（3）与全球气候氧同位素变化曲线及区域构造隆升事件进行对比分析,认为全球变冷是控制柴达木盆地中中新世以来干旱气候形成和发展的主导因素,同时青藏高原晚期持续阶段性的强烈隆升起到了催化剂的作用。