季风降雨影响东亚地区人类的生产、生活、生存等,未来全球变暖背景下准确的季风降雨预测可以规避灾害与减少损失,但目前仍存在争议。研究与未来类似的间冰期时期东亚季风降雨的变迁与全球温度的联系,例如暖的早更新世（2.6-1.65Ma）和中布容事件之后（0-0.43 Ma）的间冰期时期,可以更好地理解季风动力学,并为未来全球变暖背景下东亚季风降雨的预测模型提供参数和约束。然而,这两段暖的间冰期时期的东亚季风降雨变化及其与全球温度的联系仍不清楚,可能是由于过去的夏季风指标同时受到温度与降雨的影响,以致很难探讨这些时期季风降雨与全球温度的联系及其季风降雨动力学机制。中国北方黄土是世界上最厚的风成沉积,记录了第四纪间冰期时期的大陆季风降雨信息,黄土中存在大量的碳酸盐矿物,主要包括方解石和白云石矿物,其溶解、迁移对季风降雨极其敏感,但黄土中碳酸盐的研究面临三大难题:精确定量、原生与次生碳酸盐的鉴别和迁移问题。黄土中白云石矿物仅为碎屑成因,其有潜力指示原生碳酸盐的溶解程度与约束碳酸盐迁移深度。基于此,本文以中国北方主要沙漠/沙地、黄土高原和东北赤峰地区十个黄土剖面为研究对象,开发了傅里叶变化红外光谱技术精确快速的定量土壤中白云石和方解石的新方法,同时,联合电感耦合等离子发射光谱仪和气相质谱等手段,调查碳酸盐在中国北方黄土及沙漠的分布及地球化学特征,圈定黄土中碳酸盐的主要源区,建立碳酸盐溶解淀积过程与季风降雨的关系,重建了过去2.6 Ma以来间冰期时期东亚夏季风降雨的演变历史,探讨早更新世和中布容事件之后的间冰期东亚夏季风变迁及其相应的机制,为未来季风降雨预测提供古气候背景参考。本文主要结论如下:1、北方沙漠/沙地全样中碳酸盐含量自西向东逐渐下降,最高为西部的塔克拉玛干沙漠,总碳酸盐和白云石含量分别为16%和2.4%,最低为东北三个沙地,几乎不含碳酸盐和白云石。典型沙漠样品的分粒径（<63、63-154、>154μm）结果显示,塔克拉玛干沙漠<63 μm组分中白云石和碳酸盐的含量分别4.6%和19.5%,高于黄土高原黄土中白云石（3.2%）和碳酸盐（14.7%）的初始含量,柴达木沙漠则接近于黄土,其他沙漠<63 μm组分中几乎不含或者含有少量的白云石和方解石,论证了塔克拉玛干沙漠是黄土高原黄土中碳酸盐的重要源区。另外,通过调查多个黄土剖面中碳酸盐的分布并结合过去的物源工作,发现2.6 Ma以来初始粉尘中碳酸盐通量基本不变。2、黄土高原八个13万年以来的黄土剖面和现代表土中白云石和方解石含量呈现自西北向东南降低和冰期高于间冰期时期的特征,这两种矿物分别在年均降雨量（MAP）达到610 mm和690 mm之后消失。基于两种矿物在黄土中的分布及与季风降雨的联系,提出碳酸盐溶解的四阶段模式及对应的降雨量范围:溶解阶段1,白云石和方解石共存,MAP<610 mm,指示很弱的夏季风;溶解阶段2,白云石消失而方解石存在,610<MAP<690 mm,指示弱的夏季风;溶解阶段3,白云石和方解石均消失但没有向下层淋失,年均降水量为690<MAP<725 mm,指示强的夏季风;溶解阶段4,白云石和方解石均消失且向下层淋失,MAP>725 mm,指示特别强的夏季风。3、查明了洛川、灵台和宝鸡三个经典黄土古土壤序列中白云石和方解石的分布特征,两者大体上在古土壤层（间冰期）低,黄土层（冰期）高。基于碳酸盐溶解四阶段模式,重建了黄土高原地区2.6 Ma以来的间冰期东亚季风降雨历史。结果显示早更新世时期属于溶解阶段2,而中晚更新世时期（1.65-0 Ma）属于溶解阶段2或3或4。也就是暖的早更新世时期,东亚季风降雨较少;之后随着全球变冷,降雨增多。这和过去认为“温度越高季风降雨越多”的认识不一致。通过进一步调查,我们提出更新世间冰期时期东亚季风降雨的变迁受控于赤道太平洋沃克环流的假说。因此,对于未来东亚季风降雨的预测,可能需要更多关注低纬大气环流系统的变化。4、测定了洛川和赵家川剖面古土壤层中处于溶解阶段2样品的酸溶相元素含量和次生碳酸盐的碳氧同位素比值。结果显示两个剖面酸溶相的Ca、Mg和Sr元素含量均在早更新世高,中晚更新世低。另外,古土壤层中次生碳酸盐的δ13C主要与土壤呼吸作用强度有关,可用于指示季风降雨的变化。次生碳酸盐δ13C的均值在早更新世为-5.5‰,中晚更新世时期下降到-7‰,大体上呈现负偏的趋势。古土壤层中酸溶相的元素与碳酸盐的碳同位素特征均显示早更新世季风降雨少,中晚更新世季风降雨多,与基于碳酸盐溶解阶段重建的季风降雨变化一致,支持赤道太平洋沃克环流影响2.6 Ma以来间冰期时期东亚夏季风降雨变化的假说。5、调查了1Ma以来东北赤峰牛样子沟剖面中碳酸盐和红度的分布,发现两者均呈现明显的冰期间冰期旋回特征,主要反映季风降雨的变化。同时,中布容事件（-430ka）之后,间冰期时期全球温度突然增加,但该剖面的碳酸盐含量和红度指标表明东北地区间冰期夏季风突然减弱。整合中国大陆其他可靠的东亚夏季风记录,发现间冰期时期东北地区和四川西部地区夏季风在中布容事件之后均突然减弱,其他地区则保持不变。进一步分析发现ITCZ的南北移动和跨赤道气流的变化可能与此有关,但其详细的机制需进一步研究。中布容事件之后,全球增温后东亚降雨分布的如此变化,可能意味着在全球变暖下,东北和四川西部地区的降雨可能会减少。