毛乌素沙漠的形成与演化、沙漠沙的物质组成与来源等问题一直吸引着国内外众多学者的关注。但是目前一个宏观尺度地系统探讨毛乌素沙漠不同类型沙丘沙的理化特征、区域分异规律、沉积过程和环境的分析还未见报道;同时对中国沙漠/沙地的风沙沉积是否记录了百年尺度气候波动的研究也缺乏研究。　　本文通过分析毛乌素沙漠41个不同类型现代沙丘沙进行理化特征，讨论毛乌素沙漠现代沙丘沙搬运、沉积、风化环境及其物质来源，并进一步以毛乌素沙漠东缘具有沙丘沙与古土壤交替的神木剖面为代表，在AMS14C定年基础上，通过古今沙质沉积物常量元素的对比，探讨了该地全新世早期沙漠气候百年尺度波动。结果表明:　　(1)毛乌素沙漠沙丘沙主要以细沙为主，常量元素以SiO2含量占绝对优势，所有样品超过65％，平均值为80.35％;微量元素中Ba、Sr和Zr较为富集，平均含量超过100 ppm;有机质、有机碳同位素和磁化率的平均值分别为3.10％、-29.09‰和2.5510-8m3kg-1。毛乌素现代流动沙丘沙与现代固定-半固定沙丘沙相比，前者平均粒径粗于后者，分选则好于后者;地化元素中SiO2、K2O、Na2O、Ba和Sr的含量流动沙丘沙比固定-半固定沙丘沙要低;后者的有机质、有机碳同位素的含量则分别偏高和偏重，磁化率数值则偏小。　　(2)毛乌素沙漠沙丘沙的理化特征，具有较为明显的空间变化规律，但又表现的有所差异，这是在频繁强烈的风沙活动环境下，物源和大气环流共同作用的结果。例如，毛乌素流动沙丘沙的平均粒径和分选性空间变化规律的差异。　　(3)通过概率累计曲线和粒度特征参数散点图，研究认为毛乌素沙丘沙处于频繁强烈的风沙活动环境，以跃移搬运方式为主，存在着就地起沙和就地堆积的可能。Rb/Sr、Na/K和CIA等化学风化指标表明毛乌素沙漠在极端干旱的气候条件下缺少有效的化学风化过程，所经历的化学风化尚处在大陆风化的初级阶段，基本未受化学风化。同时随着沙丘沙化学风化的增强，沙丘沙的有机质含量增高，土壤有机碳同位素偏重，而磁化率未见这一规律，可能是受到原生磁性矿物的影响。　　(4)对比毛乌素沙漠现代沙丘沙与古风成沙和沙质古土壤的粒度和常量元素特征，认为沙质古土壤与现代沙丘沙和固定-半固定沙丘沙表现出相似的理化特征，这些理化指标可以较好的应用于风成沙-古土壤剖面的古环境重建。　　(5)神木风成沙丘沙-沙质古土壤剖面是沙漠地区沙丘百年尺度快速波动变化的良好地质记录。其常量元素记录的早全新世气候波动与亚洲季风区石笋18O记录、毛乌素沙漠及周边地区的早全新世地质记录反映的亚洲季风波动有较好对应关系，说明神木剖面是亚洲季风百年尺度变化的高分辨率的陆相气候地层记录。结合环境代用指标（CIA，Si/Al和PCAF1），将毛乌素沙漠早全新世的变化划分为8个沙漠期和与之相交替的9个间沙漠期。对神木剖面环境代用指标进行频谱分析和小波分析，确定该剖面存在～90 a的（Gleissberg cycle）和～220 a(Suessor DeVries cycle)显著太阳活动周期，这说明神木剖面沙漠期与间沙漠期快速波动的根本原因是百年尺度的太阳活动。