在干旱-半干旱区,大面积区域被沙漠/沙地覆盖,强烈的地表过程不仅可能增加自然灾害风险,影响区域人民的生产和生活,还会通过粉尘传输影响北半球及更大空间尺度的气候环境。干旱-半干旱区气候变化是目前影响范围广、应对难度大的一个全球性重点问题,对其变化历史的研究愈显重要,受到国际社会的普遍关注,且应对干旱-半干旱区气候变化成为国际合作共赢的重要举措之一。沙漠/沙地的沉积物堆积速率快,同时其侵蚀速率也快,能够与黄土在空间上作对比研究,在干旱-半干旱区气候环境变迁研究中,成为解译古气候演化历史的典型风尘堆积。浑善达克沙地是我国四大沙地之一,其横亘于内蒙古高原中东部,是全球中纬度温带内陆干旱-半干旱区重要组成部分。该沙地不仅地处东亚季风区边缘地带,还是干草原向森林草原带渐变区域,也是我国北方沙漠/黄土边界和农牧交错带的重要过渡区域,独特的地理位置使其成为对气候环境演变响应十分敏感的生态脆弱区,是研究我国乃至北半球干旱-半干旱区气候环境变化的理想场所。前人对浑善达克沙地及其周边地区的新生代火山地质地貌、火山岩地球化学特征及K-Ar年代学进行了较为系统的研究,亦从不同角度对浑善达克沙地内的风成砂-砂质古土壤序列、湖泊沉积和沙地边缘的黄土-古土壤序列做了一系列详细而深入的短时间尺度古气候研究工作,取得了一系列的重要成果。但目前对浑善达克沙地古气候的研究主要集中在末次间冰期以来,末次间冰期之前的研究成果相对较少。浑善达克沙地区域新生代以来发生多期火山作用,广泛发育玄武岩与风成砂、湖相沙层等碎屑沉积以及玄武岩与泥岩、风成砂岩等岩相沉积的互层,鉴于玄武岩可以获得较准确的K-Ar年龄,结合各种沉积层上下两层玄武岩的K-Ar年龄,能够建立新生代以来更长时间尺度的地层年代框架。本文基于在浑善达克沙地广泛的科学考察和系统采样工作,选取4个具有代表性的剖面进行K-Ar年代学研究和沉积物环境替代指标分析;并整理和总结前人在研究区利用玄武岩做测年载体研究的资料,以玄武岩K-Ar年龄为主,结合该区已有的古地磁年龄、释光年龄,建立沙地沉积地层年代框架,通过综合分析沉积相特征和气候替代性指标,恢复浑善达克沙地新生代以来气候变化过程,并初步探讨影响该区古气候变化的动力机制,以期对浑善达克沙地新生代气候变化研究空缺起到一定补充作用。研究发现浑善达克沙地古近纪时气候整体湿润,但依然有几次干湿波动,在中始新世和晚始新世气候条件比较干旱;中新世经历了从暖干到暖湿,又逐渐向寒冷干旱转变的过程;在上新世表现为整体温暖湿润的气候特征,相对湿润的气候环境持续到更新世中期,更新世晚期又向干旱转变;全新世以来的气候环境存在干湿交替变化频繁的特点。指示全球气候冷暖干湿变化与青藏高原生长对研究区新生代早期和中期气候环境变化有关键影响;晚新生代以来,沙地的气候变化反映了对全球冰量周期性波动的区域响应,受到全球冰量变化和青藏高原隆升的共同影响。