张掖丹霞地貌作为西北干旱地区丹霞地貌的代表,发育的窗棂状宫殿式丹霞地貌和彩色丘陵地貌为全国第一,其余丹霞地貌也别具一格。且孕育张掖丹霞地貌的红层位于青藏高原东北缘,对该地区红层的专门研究比较鲜见。本文通过以张掖丹霞地貌为主要研究对象,对所在区域地质环境,丹霞地貌为主的红层地貌景观进行野外地质调查;通过磁化率和硬度的测量、砾岩统计与分析、偏光显微镜观察薄片、XRD实验、扫描电镜(SEM)、可溶盐实验等手段深入探讨红层岩性特征;提取研究区水系、综合前人的研究成果探究新构造运动特征和气候特征,分析丹霞地貌成因。得出主要结论如下:(1)张掖丹霞地貌所处地质环境比较特殊,跨越北祁连山—河西走廊盆地—阿拉善地块三个地质单元,分为南北丹霞地貌群两部分。丹霞地貌类型繁多,造型奇特,窗棂状宫殿式丹霞地貌、峰林复合型丹霞地貌、叠板状丹霞地貌、峡谷状丹霞地貌、陡斜状丹霞地貌、蜂窝状丹霞地貌、泥乳状丹霞地貌以及象形石都有所发育。(2)选取研究区三叠系和白垩系红层进行重点研究,北祁连山—河西走廊段砾岩沿梨园河流向粒径逐渐变小,分选性逐渐变好,结构成熟度逐渐降低,白垩系下沟组与中沟组砾岩胶结类型不同是红层地貌形态各异的关键因素;与之相比阿拉善地块—河西走廊段砾岩成分变质矿物含量有所增加。白垩系红层中不同颜色的泥岩其矿物成分基本一致,微观结构略有差异,颜色参数表现出一定的规律性。泥乳状丹霞地貌中膏盐类离子的含量是影响其形态特征的重要因素,其组成物质来源于丹霞地貌的风化碎屑。(3)构造活动切割红层形成的沟谷造成水系不均匀分布对丹霞地貌的形成起到了促进作用;新构造运动加速了丹霞地貌成型过程;由于独特的气候格局,形成以风化剥蚀、冻胀作用、水力侵蚀为主的外动力条件雕刻丹霞地貌。在构造活动(新构造运动)、红层岩性特征、外动力条件耦合作用下张掖丹霞地貌才得以表现出多种类型的景观特征。