在黄河形成、发展的过程中,其中上游河道曾发育多个古湖,古湖的演化历史记录了区域气候、构造之间的变动,同时与黄河的演变密切相关。本论文选取黄河上游河套盆地作为研究区,力求通过河套地区典型湖相地层的调查研究揭示出河套古湖的形成演化序列。详细的野外考察及对研究区钻孔、湖相地层的研究表明,自更新世以来河套地区一直断续发育古湖泊。但是由于传统测年方法对于更新统地层难于限定,制约了河套古湖的进一步研究。论文通过河套盆地东缘托克托湖相地层详细的沉积学及¹⁰Be宇宙核素埋藏年龄研究,表明托克托湖相地层形成于15.6万前—9万年之间的更新世晚期,湖相地层记录了更新世晚期以来古湖的演变历程,通过对托克托剖面的研究,结合河套盆地其他地区OSL测年结果表明河套盆地更新世晚期以来经历了从早期湖相到晚期风成沉积的转变。河套古湖从更新世晚期以来的演化可以分为3个阶段:（1）中更新世晚期—晚更新世早期,河套地区在中更新世古湖的基础上开始发育晚更新世古湖泊。湖相沉积的OSL测年表明,10万年前形成统一的巨大古湖,湖盆范围很大,东到托克托,西至吉兰泰盐湖西南,南以鄂尔多斯高原北缘为界,北至巴彦乌拉山—狼山—色尔腾山—乌拉山—大青山南麓一线,包括现今的乌兰布和沙漠与库布齐沙漠的大部分地区,古地理面貌与现今迥异。当时湖水位较高,以至于在托克托沉积有厚达40多米的湖相地层。（2）从约8万年开始河套古湖发生了重要变化。托克托台地上普遍沉积黄土等风成堆积,在河套盆地边缘亦显示湖相沉积间断,表明8万年前湖水已经外泄,古湖开始逐渐退缩。但在盆地中心仍有湖相沉积记录。（3） 2.4万年之后河套地区普遍无湖相沉积记录,意味着古湖完全消退,古地理面貌逐渐接近现今。古湖形成、消亡与区域构造、气候及黄河演化密切相关,初步的研究表明中晚更新世之交的古湖发育可能与共和运动导致的河套盆地强烈下陷和末次间冰期暖湿气候有关,8万年时候的古湖消退与末次冰期强冷气候及此前黄河外流有关,2.4万年之后古湖最终消亡,古地理面貌逐渐接近于现今。