第四纪全球气候经历了多次冰期—间冰期旋回,气候演变的规律已被越来越多的学者所关注。浑善达克沙地是我国东部沙漠/沙地之一,位于东部季风区的尾闾地带,生态环境脆弱,对气候变化十分敏感,作为沙尘物源区之一,影响我国北方甚至北半球气候环境。近年来关于浑善达克沙地的研究成果中,沙地风成砂的光释光年龄最老为20 ka,气候变化研究主要集中于末次冰盛期以来,因为缺少合适的地质载体和可靠的测年数据的支撑,尚未建立中更新世时期可靠的年代框架,缺乏对中更新世时期的气候变化研究。另外,浑善达克沙地内分布有大量火山,根据野外考察结果,在沙地内部及边缘地区,玄武岩与下伏的砂层之间夹有火山烘烤层,火山烘烤层不易被风力搬运、侵蚀,其下伏的砂层年代与烘烤层年代既可以提供火山活动的时间,也可以完善沙地年代数据框架;砂质古土壤、风成砂、湖相砂与砂黄土等沉积物,其年代的测定不仅反映了沙地的固定与扩张时期,也表征了不同时期沙地的气候环境状况。因此,选择了 6个代表性剖面(类型分为砂质古土壤—砂黄土—风成砂的风成沉积剖面和玄武岩—砂层的沉积剖面两种),采用石英和钾长石两种矿物颗粒作为测年矿物,分别对石英采用常规SAR法、TT-OSL法测试,对钾长石采用pIRIR(200,290)法和MET-pIRIR法测试,获得样品的等效剂量,对比多种实验方法结果,结合样品的环境剂量率,最终确定沙地沉积物的光释光年龄。将沙地的年代结果与气候替代性指标相结合,对比临近地区同一时期的气候载体记录,建立浑善达克沙地中更新世以来的光释光年代序列,分析风沙活动和气候演变规律。对浑善达克沙地的代表性沉积剖面进行研究,对延伸浑善达克沙地的风沙活动历史和古气候演化时间尺度,完善东亚内陆干旱区古气候研究工作具有重要的科学价值。主要结论如下:(1)利用石英进行光释光测年时采用了常规SAR法和TT-OSL法,两种方法测得的最大年龄是320.4 ka、384.2 ka。选取常规SAR法测试时,通过预热坪区、剂量恢复和循环比实验确定等效剂量的测试条件,最终浑善达克沙地北缘的样品选取Pre-heat 240℃和Cut-heat 200℃的条件进行测试,沙地南缘的样品选取Pre-heat 260℃和Cut-heat 220℃的条件进行测试,之后取有效测片的等效剂量值的算术平均值作为最终的等效剂量值。常规SAR法测得的最大等效剂量为383.5 Gy,对应年龄为320.4 ka,年龄误差在10%以内,该年龄突破了石英常规SAR法测年上限的原因是该样品的环境剂量率低。对于常规SAR法测试释光信号饱和的样品再采用TT-OSL法进行测试,TT-OSL法测试获得的等效剂量是985.4 Gy,De<2D0(D0=765.5 Gy),释光生长曲线的斜率随再生剂量的增加而增加,生长曲线未达到饱和状态,并且生长曲线几乎经过原点,表明内插得到的等效剂量值是可信的,采用该方法测试老样品的年龄是可行的,最终得到的年龄是384.2 ka。(2)对常规SAR法测试释光信号饱和的样品再采用钾长石pIRIR(200,290)法和MET-pIRIR法两种方法进行光释光对比测年,两种方法测得的年龄是321.2 ka、299.2 ka。在利用pIRIR(200,290)法测试前进行了首次激发温度坪区实验来降低长石异常衰退的影响,最终选取200℃作为首次激发温度,pIRIR(200,290)法测试的样品是火山烘烤层下伏的风成砂,获得的等效剂量值是945.1 Gy,对应年龄是321.2士11.5 ka。MET-pIRIR法中根据剂量响应曲线和年龄—温度坪区的结果,选取300℃时的等效剂量的算术平均值(872.2 Gy)计算最终的年龄,年龄是299.2±11.3 ka。将该样品的两个长石年龄与石英年龄(384.2±68.0 ka)进行对比后发现三个年龄在误差范围内具有一致性,但因为石英年龄误差超过了 1 0%,最终决定将321.2士11.5 ka作为火山烘烤层下伏风成砂的沉积年龄。(3)以浑善达克沙地剖面的光释光测年数据为依据,建立了沙地中更新世晚期(321.2 ka、160.3 ka)、晚更新世(88.6ka、21.9～12.2ka)和全新世(10.7～1.0 ka)的年代框架。浑善达克沙地在321.2 ka发育风成砂层,在320.4 ka发育湖相粗砂层,沙地在中更新世晚期(321.2 ka)左右冬季风强盛,风沙物质供应量大,风沙活动强烈;160.3 ka时期,东亚夏季风弱化,浑善达克沙地风沙活动较强烈,风力搬运的粗砂在湖盆中沉积,沙地发育湖相粗砂层。晚更新世时期(21.9～12.2 ka)沙地处于末次冰盛期,又经历了新仙女木事件,沙地风沙快速堆积,风沙活动强烈,寒冷干燥的气候环境加速了沙丘的活化,沙地边界扩张。全新世期间,浑善达克沙地气候波动频繁,响应全球气候变化,沙地多次处于活化与固定阶段。(4)浑善达克沙地位于兴蒙造山带南缘、大兴安岭—太行山重力梯度带以西,在印度板块向北俯冲与太平洋板块正向俯冲的背景下,华北克拉通北缘和中亚造山带北东和北西向基底断裂活动加强,表现为伸展构造性质。华北西部北缘与兴蒙造山带岩石圈减薄,可能经历共同的上地幔演化,断裂带附近地幔上升,于中更新世晚期(321.2 ka)和晚更新世(155.0 ka、88.6 ka)深部岩浆上侵,发生火山活动。