全球的干旱半干旱地区约占陆地面积的1/3,包括戈壁、沙漠、沙地和荒漠化草原等。北非沙漠是第一大矿物尘源区,亚洲干旱半干旱区分布的戈壁沙漠是第二大源区。保存在风尘堆积物、深海沉积和冰芯中的矿物尘的地球化学信息是古气候信息的档案。粘粒(<2μm)矿物不仅是远距离传输矿物尘的主要组分也是对气候变化响应的信息载体。然而,跨洋或半球传输的矿物尘地球化学示踪研究相对薄弱,尤其对粘粒中含铁矿物及其放射成因同位素研究尚未展开。粘粒Sr-Nd-Hf同位素是古环境记录重建的基础数据依据,运用粘粒Sr-Nd-Hf同位素源汇比较可判定矿物尘传输途径和古风场重建,粘粒Sr-Nd-Hf同位素研究对气候演变模式具有深远的意义。本文通过对矿物尘源区粘土矿物组合特征、常量、微量元素、铁氧化物组成及粘粒Sr-Nd-Hf同位素进行系统调查,将矿物尘源区与沉降区粘粒组分的Sr、Nd和Hf同位素比较,圈定了远距离传输矿物尘的源区同位素指纹特征。本论文得到以下新结论和认识：1.东亚沙漠和戈壁全岩样品常量元素表现为：Si02普遍高于其在上地壳平均风度(UCC),表明含大量石英；K2O、SiO2和A1203的平均值接近UCC;P2O5相对上部地壳表现为明显的亏损；柴达木和塔克拉玛干沙漠样品中CaO含量明显比其它沙漠高；塔克拉玛干、蒙古戈壁和古尔班通古特在MnO表现出正异常,其它沙漠MnO和Fe203表现出负异常；蒙古戈壁样品Al2O3、MnO、Fe2O3、K20和P2O5明显高于中国沙漠。粘土矿物组合、粘粒常量元素和粘粒微量元素受一级构造控制,表现出中亚造山带和塔里木-中朝克拉通两分区特征：中亚造山带中绿泥石、高岭石、蒙脱石和伊利石平均含量分别为：8%、21%、7%和64%；塔里木-中朝克拉通中绿泥石、高岭石、蒙脱石和伊利石平均含量分别为：18%、23%、6%和53%。2.在东亚干旱半干旱地区沙漠和戈壁,中亚造山带沙地和戈壁粘粒中针铁矿含量(2.0%-2.7%)低于中朝-塔里木克拉通沙漠(3.0%～4.2%),中亚造山带沙地和戈壁粘粒赤铁矿含量(0.2%-0.5%)高于中朝-塔里木克拉通上沙漠粘粒赤铁矿含量(0.2%-0.27%),即地质构造控制了粘粒赤铁矿和针铁矿含量分布。东亚沙漠的粘粒的铁形态化学提取分析表明：无定形态Feoxl、晶体态FeCBD、盐酸提取态FeHCl和残渣态Feu分别占粘粒中总铁的10%±7%、30%±10%、40%±12%和18%±18%。3.东亚沙漠表层土壤中粘粒εHf和εNd受地质构造控制分2个单元：塔里木-中朝克拉通和中亚造山带。塔里木-中朝克拉通εHf和εNd值均低于中亚造山带εHf和εNd。塔里木-中朝克拉通εHf和εNd的变化分别在--5.94-1.20和--17.30---6.24,中亚造山带εHf和εNd变化分别在--2.58-3.68和-10.19～--0.98。比较东亚沙漠粘粒和东亚远距离传输矿物尘中的Nd-Hf同位素发现,北太平洋沉积物中亚洲风尘来源存在差异,即中北太平洋沉积物中的风尘中可能来自中国西北沙漠；西北太平洋边缘沉积物中的风尘中有中亚造山带粘土的εHf和εNd特征。在亚洲冬季风和西风共同作用下,中国西北沙漠的粘粒被传输到格陵兰冰芯中,南蒙古戈壁也有可能是格陵兰冰芯尘潜在的源区,而蒙古高原北部不大可能对格陵兰冰芯尘有贡献。4.北非沙漠粘粒Hf-Nd-Sr同位素受地构造控制,分为西非克拉通区(WAC)和沉积岩覆盖区(CSP)。二者主要区别在西非克拉通(WAC)的εHf和εNd值明显低于沉积岩覆盖区,而二者87Sr/86Sr的差异不明显。西非克拉通的εHf变化在-14.9～-7.0,εNd在-99.6--11.2,87Sr/86Sr在0.71212-0.739651,而沉积岩为主的覆盖区(CSP)的εHf在-9.4-0.47、εNd在-15.2--4.4和87Sr/86Sr变化为0.708007～0.739502。沉积岩覆盖区具有相对太古代年轻的Hf-Nd-Sr同位素信号,而对于西非克拉通(WAC)上的Sahel沙漠的Mali断面,其Hf-Nd-Sr同位素信号具有古老克拉通基底的信号特征。5.通过对中国黄土粘粒εHf(-3.82-2.26)和εNd(--13.34～--0.20)和潜在源区东亚沙漠粘粒εHf和εNd进行对比,发现黄土高原黄土的物质很可能主要来自中朝-克拉通上的西部沙漠；新疆黄土(εHf:-2.51～2.26、εNd:-7.71～-0.20)来源可能是就近尘源区的释放经风搬运堆积而成；东北黄土(εH:-1.91～1.07, εNd:-10.92～-1.05)有蒙古戈壁和就近沙地的贡献；北京黄土中粘粒(εHf:-0.88～-0.60,εNd:-10.92～-1.05)可能由来自西北沙漠尘和冬季风夹带蒙古戈壁尘的混合,北京黄土主要来自中国西北塔克拉玛干、巴丹吉林和腾格里物源的贡献,可能有来自浑善达克沙地物质的贡献。