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青藏高原地表侵蚀强烈，不利于保存连续的松散沉积物，难以获得良好的高原环境变化记录。位于青藏高原东北边缘的青海湖，地理位置独特，对气候和环境变化十分敏感，湖盆堆积着巨厚的新生代沉积物，为研究青海湖地区乃至青藏高原东北部长时间尺度的古气候变化和区域构造演化历史提供了独一无二的原始地质记录。但是前人重点从较短时间序列对其进行研究，所用指标主要为元素、孢粉、介形虫、粒度等，缺乏从长时间尺度上对这套沉积物进行研究，长序列的矿物学研究尚不多见，对其中的矿物学指标的构造-气候的指示意义亦未作探讨。本论文以青海湖目前最长的二郎剑钻孔(ELJ)岩芯为研究对象，通过对钻孔岩芯的岩性描述，进行了沉积相分析，建立湖区的沉积地层框架;通过对岩芯沉积物中的碎屑矿物、重矿物、碳酸盐矿物、粘土矿物的实验分析，结合岩芯沉积相变化和钻孔沉积物中碎屑锆石的U-Th/He年龄等方法建立青海湖地区晚新生代以来长尺度的气候—构造环境演变序列。本文主要获得以下成果和新认识:
(1)将麦夸特算法应用在X衍射定量研究的快速、批量化处理数据中，并能得到相对准确的矿物含量。
(2) ELJ钻孔由13个沉积物岩相（微相）组成，并依据这些微相的沉积结构和构造所反映的沉积过程和水动力状况划分出河流相、三角洲相、浅湖、深湖和沼泽相等5种沉积相;结合钻孔沉积物的粒度随深度的变化特征，划分出5个沉积阶段。
(3) ELJ钻孔沉积物的矿物主要由碎屑矿物、碳酸盐矿物。碎屑矿物在沉积物中占主导地位，主要有石英、长石族矿物、普通角闪石、白云母等;碳酸盐矿物以方解石为主，其次为白云石，文石的含量在三者之中是最低的;粘土矿物中伊利石和绿泥石的含量占绝对优势，高岭石的含量较低并呈逐步减小的趋势，蒙脱石在各个地层的分布差异明显;在二郎剑钻孔沉积物中发现了33种重矿物，含量较高的有锆石、磷灰石、白钛石、石榴子石、磁铁矿、角闪石、钛铁矿、绿帘石、赤-褐铁矿、榍石、电气石、辉石、黑云母等;矿物的含量及比值、元素含量、结晶度、化学指数和衍射峰强度比具阶段性变化特征。
(4)碳酸盐矿物对气候环境的变化比较敏感;石英、白云母、伊利石、绿泥石和长石等可能更多的是反映构造因素;粘土矿物受构造运动和气候变化双重控制;青海湖二郎地区沉积物主要系近源堆积，主要来源周边山地的中-酸性岩浆岩和中-高级变质岩，随着青海南山的隆升，二郎剑钻孔的沉积物由多源控制到最终演化为青海南山为主控物源，远源堆积较少，碎屑物质的搬运距离近，堆积迅速。
(5)钻孔沉积物形成和保存于以机械风化作用为主的寒冷干燥的气候条件下，化学风化作用较弱，各项指标反映了青海湖地区中中新世以来处于寒冷干旱的环境下并具趋冷趋干的特点，与全球冰量增加和亚洲内陆气候逐渐变干冷的趋势较吻合。
(6)自ELJ钻孔底部沉积以来，青海湖地区经历了5次大的环境演化阶段，矿物学揭示在钻孔的750-650m及480-110m沉积期间是青藏高原东北部重要的隆升时期。