实验室孙东怀教授新生代地质与环境研究团队在《Quaternary Science Reviews》发表题为“Paleomagnetic chronology and paleoenvironmental records from drill cores from the Hetao Basin and their implications for the formation of the Hobq Desert and the Yellow River”的研究论文，该论文通过内蒙古河套盆地274.6米钻孔岩芯开展的详细磁性地层年代学和古环境代用指标研究，并结合盆地中部深2503.18 米的DR01钻孔地层序列，揭示出河套盆地第三纪主要发育河湖环境而在第四纪则表现为湖泊-沙漠交替发育；认为库布齐沙漠至少在早更新世~1.65 Ma就已经形成，而盆地内第四纪湖泊环境的形成与黄河活动密切相关。

在“西部沙漠钻探计划(West Environment Drilling Project, WEDP)”的经费支持下，孙东怀教授研究团队于2008年在河套盆地开展了岩芯钻探工作(WEDP05钻孔)，获取了274.6米的第四纪岩芯。通过ESR和磁性地层年代学方法建立了该套钻孔岩芯的年代标尺，结果显示钻孔的底界年龄为~1.68 Ma，B/M界限位于深度143.4米处。通过扫描电镜和粒度并结合岩性特征恢复了岩芯地层的沉积相，结果显示WEDP05钻孔地层以河湖相沉积和沙漠砂交替发育为主要特征。DR01钻孔序列指示河套盆地在第三纪时主要以河湖环境为主，第四纪则以河湖和沙漠环境交替发育为主要特征。在磁性地层年代框架约束下，结合WEDP05钻孔地层色度、粒度和沉积相结果重建了河套盆地早更新世以来的古环境演化历史，结果显示河套盆地在~1.47 - ~1.30 Ma, ~1.17 - ~1.07 Ma, ~0.68 - ~0.60 Ma和 ~0.47 Ma 至末次间冰期时主要发育河湖环境，而在~1.30 - ~1.17 Ma, ~1.07 - ~0.68 Ma、~0.60 - ~0.47 Ma和末次冰期时发育沙漠环境。钻孔底部厚层风成砂的存在指示库布齐沙漠至少在早更新世~1.65 Ma时就已经形成，所需碎屑物质主要来源于近地面冬季风对河套盆地内裸露的河湖相沉积物的改造和搬运分选。河套盆地内黄河古河道可能至少在上新世时就已经形成，但现代黄河水系可能形成于~1.2 Ma后。构造活动造成盆地较高的出水口和黄河快速侵蚀下切分别是导致盆地内湖泊发育和消亡的主要原因。

图1  WEDP05钻孔磁性地层年代结果

图2  WEDP05钻孔典型样品扫描电镜(左上)、粒度分布(右上)和古环境代用指标结果(下)