阿拉善高原位于现代东亚夏季风(EASM)西北边缘地区,气候干旱,以戈壁沙漠地貌为主。发源于祁连山区的水系如黑河、石羊河贯穿全境,形成山地-河流-戈壁沙漠-湖泊系统,也成为北半球重要粉尘释放源区。深入研究晚第四纪以来该区域环境演化及戈壁沙漠与湖泊相互关系可以为理解干旱区环境变化及其对全球气候变化响应提供有力依据。居延泽位于阿拉善高原额济纳盆地东部,与嘎顺淖尔、苏泊淖尔同为黑河下游尾闾盆地。居延泽由东居延泽和西居延泽两个次级盆地组成。本研究在东居延泽盆地最低处开展钻探获得27 m的冲洪积-风成-湖泊沉积岩芯(JYZ11A),利用石英光释光(OSL)测年建立岩芯记录的年代框架,并进行沉积序列的古环境代用指标粒度、磁化率和元素含量测量得到居延泽古环境记录。对居延泽盆地周围保存良好的系列古湖岸地貌使用差分GPS测量准确高程,借助遥感影像绘制各级古湖岸堤确切分布。对典型湖岸堤开展了详细剖面地层描述和沉积相分析。在实验室对古湖岸堤样品进行详细释光测年条件实验建立可靠的石英OSL测年和钾长石红外后红外释光(p IRIR)测年测量流程,并对湖岸堤年龄开展系统测量。依据各级湖岸堤高程和剖面地层年龄并结合JYZ11A岩芯记录重建了晚第四纪以来居延泽湖泊演化的时空过程,并探讨了不同时间尺度湖泊演化的可能机制。基于现代数字高程模型(DEM)模拟了居延泽盆地不同时期的古湖面积,并探讨了全新世额济纳盆地古湖泊面积变化趋势。主要结论如下:(1)居延泽盆地周围有944、940、927、924、920、918、914和912 m共8级保存良好的古湖岸堤,高出现代湖盆中心(895 m)约49-17 m,表明地质时期居延泽地区曾发育水深49-17 m不等的古湖,湖面波动剧烈。(2)石英OSL信号的剂量恢复实验结果显示石英单片剂量法(SAR)适用于戈壁沙漠地区60 ka以来的湖泊岩芯和古湖岸堤沉积物测年。石英和钾长石样品阳光晒退实验和现代类似样品的残余剂量测量结果表明古湖岸堤风成-湖滨沉积的粗颗粒石英OSL信号和钾长石p IRIR信号晒退归零良好。不规则衰退(g值测量)实验和p IRIR等效剂量-前置温度实验结果显示研究区内晚第四纪湖岸堤钾长石样品p IRIR信号是稳定的,不规则衰退导致的年龄低估可忽略不计。钾长石p IRIR信号特征分析表明钾长石p IRIR测年可以用于研究区约330 ka以来的古湖岸堤风成-湖滨沉积的年代建立。(3)古湖岸堤年代结果表明居延泽盆地在>330、～314-303、～220-181、～122-76和～3-1 ka期间形成稳定的古湖,这些时段分别对应于MIS 11阶段或更早时期、MIS 9阶段、MIS 7阶段、MIS 5阶段和全新世,古湖泊形成演化表现出100 ka周期变化。在MIS 9和MIS 7阶段形成水深约49 m,覆盖居延泽、嘎顺淖尔和苏泊淖尔的额济纳统一古湖,湖面面积达到约10,000 km~2。MIS 5阶段和全新世期间居延泽湖泊水深可达32 m,湖面面积可达1800 km~2。(4)MIS 5阶段居延泽古湖曾发生多次水文波动,表现为927 m古湖岸堤沉积的多次风成砂-湖滨砂砾沉积旋回。钻孔记录和古湖岸记录均未发现MIS 3阶段沉积,表明MIS 3阶段额济纳盆地可能并没有形成稳定湖泊。(5)湖泊岩芯和湖岸堤记录对比研究表明全新世期间居延泽盆地沙漠-湖泊演化波动剧烈:～8 ka之前缺少岩芯沉积和湖岸堤记录,推测气候干旱风蚀严重;～8-6 ka期间不发育稳定湖泊,推测为风沙沉积环境,之后水体出现至5 ka左右湖泊出现高湖面;～5 ka之后水位下降但在～3.3 ka左右水位再次上升;～3-1 ka期间水位波动较大,4次高水位分别出现在～2.9、～2.0、～1.5和～1.0 ka左右,水深可达32-29 m;～1 ka之后湖泊水位急剧下降直至干涸。(6)综合全新世居延泽和嘎顺淖尔-苏泊淖尔盆地水位-面积重建结果认为黑河下游在不同尾闾盆地的水量分配曾发生多次明显调整,额济纳盆地湖泊总面积变化表现为早全新世(～11-8 ka)干涸、中全新世(～8-5 ka)较小、晚全新世(～5-1 ka)波动扩张并在3-1 ka达到最大、近1 ka快速萎缩的变化特征。本研究结合前人考古和文献研究认为历史时期黑河下游河道发生多次变迁,直接影响下游湖泊的迁移演变和绿洲文明的兴衰。受太阳辐射、冰量边界条件等多因素影响的EASM降水周期变化可能是导致居延泽湖泊形成演化存在100 ka周期的主要原因。MIS 5阶段居延泽古湖的演化特征及周边地区古环境记录说明阿拉善高原在该时期总体气候条件适宜,降水丰沛。全新世额济纳盆地湖泊面积变化与附近地区湖泊水文变化存在差异,可能体现了季风和西风环流对区域湿度变化的差异影响。全新世黑河下游水系的多次调整以及历史时期的人类活动也是影响额济纳地区各尾闾湖盆水文变化的重要因素。