晚新生代是全球构造、气候、环境发生剧烈变革的时期，也是东亚季风环境形成和发展的重要阶段，了解这一时期详细的环境变化过程及其变化规律是学术界越来越广泛关注和深入探索的热点问题。黄土高原晚第三纪红粘土沉积蕴含着丰富的古环境变化信息，记录了这一时期东亚季风环境的发展过程和亚洲内陆干旱化的历史。然而迄今为止对红粘土地层记录的详细生态环境的演变过程，气候变化特点和表现形式、以及冬夏季风的变化过程等仍不清楚，并且缺少详细系统的红粘土生物地层学的研究工作。红粘土地层中保存有连续、丰富的蜗牛化石壳体，开展系统的蜗牛生物学研究将为深入了解晚新生代以来我国西北地区生态环境的演变过程、干旱-半干旱气候的发展历史及其驱动机制提供新的可靠的证据。 本文通过对甘肃西峰晚第三纪红粘土地层中260个蜗牛化石组合样品的系统研究，共分析出15490个蜗牛化石个体，单样分析最高个体数量为348个/15kg。鉴定出12种典型的蜗牛化石种类，4个蜗牛化石组合带，区分出冷干型，温湿型和广适型三种蜗牛生态类型。根据蜗牛化石组合的组成和不同蜗牛生态类型的演替过程，论述了红粘土的成因和形成环境，重点讨论了黄土高原晚中新世-上新世的气候环境演变过程，气候变化特点和表现形式，以及三次重要的生态环境事件，并对气候变化周期性特点进行了初步分析，主要结果和结论如下： 1.建立了黄土高原6.2-2.4Ma连续的蜗牛化石组合序列，为进一步探讨该区晚中新世-上新世的气候、生态环境变化提供了基础资料。 2.西峰晚第三纪红粘土地层中鉴定出的12种典型蜗牛化石全部为陆生种类组成，蜗牛化石的保存状态显示为原始的生物群落，未发现搬运和再沉积的痕迹，亦未发现水生和水陆两栖种类，且大多数蜗牛属种为第四纪黄土地层中的常见种类，以Cathaica(华蜗牛属)和Metodontia(间齿螺属)两个建群种类为主，表明红粘土与黄土的形成环境背景是相似的。蜗牛化石的组成特点和保存方式支持了红粘土陆相风尘沉积成因的观点。 3.不同蜗牛生态类型的演替指示了黄土高原地区6.2-2.4Ma的气候环境演化过程。表现为6.2-5.4Ma冷干型为主，5.4-4.5Ma温湿型占优势，4.2-3.4Ma广适型大量繁盛，3.4-2.4Ma冷干型再次大量增加，反映出气候变化经历了冷干-暖湿-温和-冷干的过程，东亚季风经历了冬季风强盛，夏季风盛行，冬、夏季风互为消长，冬季风再度强盛的演变。气候变化具有明显的阶段性特征，每个阶段持续大约为1Ma左右，5.4-2.4Ma期间气候总的趋势逐渐变冷，与晚新生代全球气候逐渐变冷的趋势相一致。此外，蜗牛化石组合还记录了在大的气候变化阶段中存在着次级的冷干/暖湿波动。 4.西峰红粘土三种蜗牛化石生态组合的变化揭示出6.2-2.4Ma黄土高原发生了3次大的生态环境转变，转变的时间分别发生在约5.4，4.5，3.4Ma，分析认为发生在5.4Ma这次生态转暖事件可能与当时全球的气候变化有关；发生在4.5Ma和3.4Ma左右的生态转冷事件可能与青藏高原的隆升有关，是陆地生态系统对全球构造运动的响应，也与该时期极地冰盖和全球冰量的发展有着密切的关系。 5.西峰红粘土蜗牛化石组合变化反映出6.2-2.4Ma气候具有很强的周期性，既有构造尺度的百万年级节律变化，也有轨道尺度的万年级周期变化。蜗牛化石丰度的熵谱分析和滤波分析结果显示，气候变化具有准70ka和40ka的变化周期，这些周期与地球轨道参数的变化周期有关，表明气候变化在万年尺度上受太阳辐射变化控制，特别是4.0Ma以后40ka的周期明显加强，反映了高纬冰量驱动因素的加强。