青藏高原东北缘红寺堡盆地是夹持于青藏高原东北缘弧形构造带最外侧的牛首山-罗山构造带和烟筒山构造带之间的晚更新世山间盆地,晚更新世沉积地层发育齐全,其独特的沉积特征是重塑青藏高原东北缘晚更新世构造演化和气候变迁的窗口。本文以系统的路线地质调查为基础,结合OSL（Optically Stimulated Luminescence）、¹⁴C等高精度测年手段和典型剖面粘土矿物分析,探讨了红寺堡盆地晚更新世沉积演化及其地质意义。取得的主要成果及认识如下:1、通过沉积旋回划分与对比,将红寺堡盆地原萨拉乌苏组划分为两个沉积旋回,下部旋回相当于原萨拉乌苏组,上部旋回相当于宁夏境内的水洞沟组。马兰黄土主要分布在盆地相邻构造带的山麓地带,与水洞沟组呈相变接触关系,与萨拉乌苏组呈上下叠置接触关系。2、在对盆地沉积旋回划分与对比的基础上,结合OSL测年和¹⁴C测年手段,构建了红寺堡盆地晚更新世年代地层格架:红寺堡盆地萨拉乌苏组地层时代约为140Ka-54Ka B.P.,水洞沟组地层的时代约为32Ka-11Ka B.P.,二者之间存在约2.2万年的沉积间断。3、红寺堡盆地在晚更新世沉积过程中发育三期冲积扇,分别响应了相邻构造带晚更新世以来的三期构造隆升。第一期隆升可能发生在距今119Ka-140Ka之间,第二期构造隆升可能发生在距今79Ka前后,第三期构造隆升可能发生在距今54Ka前后。4、利用粘土矿物分析初步查明了红寺堡盆地晚更新世经历了温暖湿润-寒冷干旱-温暖湿润-寒冷干旱的气候变化过程,在萨拉乌苏组二段与水洞沟组中部,伊利石和绿泥石含量表现为相对低值,而蒙脱石和高岭石含量表现为相对高值,呈现温暖湿润的古气候特征,分别对应于深海氧同位素曲线MIS3与MIS5阶段,具有全球对比意义。5、以盆山耦合思路为指导,结合地球物理勘探结果,探明红寺堡盆地存在一隐伏古隆起和多条隐伏断裂,共同受控于盆地西侧的烟筒山断裂体系,与烟筒山断裂体系具有统一的应力场背景,形成于新近纪沉积末期,控制了盆地晚更新世的沉积演化过程。