大柴旦盐湖（37°46′³7°55′N,95°02′⁹5°22′E）位于柴达木盆地北部的次级盆地及祁连山系南缘的山间盆地中,为一封闭湖泊。湖区在盛行西风的控制下干旱少雨,北部山区汇水盆地的降水量主导大柴旦盐湖水位和水化学的组成及其变化。为了探测保存在大柴旦湖底沉积序列中气候变化信息,本学位论文对百米岩芯开展多学科综合研究,旨在建立古气候演变历史,为重建青藏高原北部西风带气候与环境变化记录,西风与东亚季风气候的耦合和变化机理的研究提供关键研究点数据。同时,大柴旦盐湖在其沉积演化过程中形成的固相硼矿不仅有着重要的资源价值,也为全面了解大柴旦盆地沉积演化过程和探讨倍受国内外同行关注的盐湖硼矿成因理论提供了关键研究点。百米岩芯DCD100A位于大柴旦盐湖沉积中心,沉积剖面D3位于大柴旦现代盐湖水体中部湖底,对其开展了年代学(15个加速器质谱¹⁴C测龄样品)、沉积地层学、地球化学（4200个样点）、矿物学（520个XRD矿物鉴定样品、30个扫描电镜样品）、烧失量（431个样品）、全氮（431个样品）和粒度（431个样品）等分析测试和环境指标提取,获得了以下主要成果和结论:1.建立了百米岩芯的年代框架,确定了大柴旦地区末次冰消期始于18.0 cal.ka BP,全新世的开始时间为11.8 cal.ka BP。这两个重要时间节点的确定对于青藏高原北部气候与环境演变历史的研究意义重大。2.研究确定大柴旦盐湖蒸发盐类沉积始于11.4 cal.ka BP,论证了柴达木盆地盐湖全新世暖期成盐的水文气候作用机理,即（1）对于盛行西风控制下的大柴旦盆地而言,大气温度对其湖泊沉积的控制作用尤为突出,这是因为:相对暖期时,例如早-中全新世,夏季地面温度较高,大气垂向对流增强,在山地地形因素影响下的大气冷凝作用增强,以致山区降水量增加,汇入盐湖的季节性水量增加;与此同时,盆地中心干旱化加剧导致盐湖蒸发量剧增,构成蒸发盐沉积的基本必要条件。（2）冰期时段与暖期时的情形截然相反,山区降水少,河流径流量及入湖水量低,盆地中干冷冬季造成湖泊冰封期长,湖泊蒸发量低,因此24²5 cal.ka BP之前干冷气候条件下不能形成蒸发盐地层。3.反演了大柴旦湖由淡水湖泊过渡到盐湖的四个演化阶段:（1）淡水湖泊阶段（19.2¹8.0 cal.ka BP）:以碎屑沉积为主,包括平均⁴%的碳酸盐矿物;（2）微咸水湖泊阶段（18.0¹4.4 cal.ka BP）:湖泊中碳酸盐矿物均值由上一阶段的4%迅速增加,最高可达25%,碳酸盐含量的变化格局反映了这一时段中水文气候状态的不稳定性;（3）半咸水湖泊阶段（14.4¹0.0 cal.ka BP）:以石膏、半水石膏开始沉积并快速增加为特征,这两种矿物皆未能成层而是散布在沉积物中,平均含量分别为10%和6%,它们的出现反映了夏季蒸发作用的增强及古湖盐度的提高;（4）盐湖阶段（10.0⁰ cal.ka BP）:大柴旦盐湖蒸发盐类沉积始于早全新世,湖泊沉积中心形成了巨厚的石盐沉积层。4.利用百米岩芯的TN,OM,Rb/Sr,carbonate and gypsum contents等多项地层参数,重建了大柴旦盐湖LGM晚期以来的古气候与古环境记录,主要分为以下三个时期:（1）LGM晚期极端干冷气候期（19.2¹8.0 cal.ka BP）:大柴旦古湖有机生产率极低,沉积物Rb/Sr比值为整支岩芯中最高区段;（2）末次冰消期逐渐升温极不稳定气候期（18.0¹1.4 cal.ka BP）:古湖的有机生产率开始提高,且多次变化;碳酸盐含量总体逐步增长,后期出现石膏/半水石膏,蒸发作用较前期明显提升,夏季温度在波动中逐步升高;（3）全新世暖干气候期（11.4⁰ cal.ka BP）:主要以石盐的大量沉积为特征。蒸发盐类沉积是区内气温升高背景下山区降水增加,入湖径流增多,湖区夏季蒸发作用显著增强等因素综合作用的结果。LGM晚期以来大柴旦地区气候变化特征与全球范围内的气候变化趋势基本一致。5.大柴旦盐湖的地理位置、地貌和气候特征决定了东亚季风水汽对其几乎完全没有影响,因此,本项研究重建的大柴旦古气候记录是西风带古气候演变的关键研究点记录之一。结果显示:该区末次冰消期以来大气温度千年尺度上的演变趋势与青海湖（季风-西风过渡区）和内蒙中部的黄旗海（西风-季风共同影响区）具有较好的相似性,都从LGM干冷气候碎屑沉积,至末次冰消期波动气候下的碎屑沉积,最终在全新世暖期气候条件下转变成蒸发盐类沉积（大柴旦湖）,或碳酸盐质化学沉积（青海湖、黄旗海）。这种主格调基本一致的现象对于探索区域气候变化动因、对于西风与季风循环的耦合机制的研究有重要价值。6.确定大柴旦湖底柱硼镁石为化学沉积作用形成的原生硼矿物。胶结块状硼矿层的微层理结构反映了盐湖浅水沉积环境,水化学组成的季节性变化较大,有利于硼矿物直接从盐湖表层卤水中成核和析出。矿层中柱硼镁石矿物呈现完好自形晶体特征,未见任何次生作用痕迹,由此断定,柱硼镁石是化学沉积作用形成的原生硼矿物。7.揭示了湖底柱硼镁石矿层的形成条件和成矿机理。研究结果显示,区域气温升高促发盐湖区及其汇水流域水文气候条件的改变,决定了大柴旦盐湖蒸发盐类地层序列的形成。北部山地含硼热泉水输入盐湖中部水体无疑是形成湖底硼矿层的基本物质基础,而造成山区热泉水量大幅度增加并汇入盐湖蒸发成矿的动因同样是因山区降水量大幅增加、下渗参与地下水热循的结果。根据捕获的沉积物和过去1000多年沉积物中未能检测到镁硼酸盐矿物这一事实,结合D3剖面岩性特征和矿物组成及其变化特征,研究推断:柱硼镁石矿层形成时的水文气候条件、水体地球化学特征和古湖沉积环境与现今相比需构成以下条件:夏季蒸发作用较强、浅湖水环境、古湖水碱度较高（p H>9.3）、硼含量>600 mg/L、Mg/Ca比值>39。