沉积岩（红层）中高度稳定的赤铁矿剩磁被广泛应用于古地磁研究中，是构造古地理重建的基石。然而，剩磁的获得时间（原生=沉积剩磁vs次生=化学剩磁）一直存在着巨大争议，被写进教科书，称之为“红层之争”（Red bed controversy）。那么，准确厘定赤铁矿剩磁的获得时间成为关键科学问题。海南岛位于华南最南缘，一方面，海南岛白垩纪红层记录了原生剩磁还是次生剩磁长期争议不下，限制了对红河断裂构造位移以及对印支地体侧向挤出运动学的认识；另一方面，海南岛白垩纪地层中发育凝灰岩，且被辉绿岩墙侵入，为准确厘定赤铁矿剩磁获得时间，解决华南构造古地理争论提供了可能。

 针对以上科学问题，我校地球科学与资源学院王成善院士团队孟俊副教授与德国慕尼黑大学Stuart Gilder教授合作，对海南岛白垩纪鹿母湾组与岩墙进行年代学与古地磁学研究，厘定了鹿母湾组凝灰岩时代106.6 ± 0.3 Ma，辉绿岩墙时代104.6 ± 0.7 Ma。12个岩墙采点获得两组古地磁方向，均未通过褶皱检验，代表了褶皱后岩墙两期侵入的古地磁方向，指示鹿母湾地层倾斜（褶皱）发生在106.6-104.6 Ma之间。104个鹿母湾组红层采点记录了同褶皱剩磁，扫描电镜揭示红层中大量自生赤铁矿，表明红层赤铁矿记录了化学剩磁。结合前人在区域上的古地磁研究结果，本文获得如下创新性成果：

（1）     岩墙侵入对围岩的热/流体影响非常有限，并且与岩墙厚度相关。天然剩磁强度与解阻温度可以作为识别被烘烤围岩热剩磁的有效指标，完善了烘烤边检验。

（2）     自生的铁氧化物与铁硫化物可以在沉积岩沉积后的2个百万年之内生成并携带剩磁。

（3）     本文精确的约束了海南岛白垩纪红层化学重磁化发生在106.6-104.6 Ma，华南盆岭省伸展盆地断陷过程的热流体是重磁化的主要机制。

（4）     东南亚古地磁偏角大数据等值线图示踪了红河断裂，揭示了红河断裂两侧相反的构造旋转，与印支地体的侧向挤出相关。

（5）     海南岛在105 Ma处于25.2±1.7°N，与欧亚稳定极的预期值一致，反映白垩纪以来华南地体稳定于欧亚板块。华南白垩纪以来大规模的构造位移是红层磁倾角浅化的假象。

图1 东南亚与海南岛地质图表明研究位置与构造信息

图2 鹿母湾组凝灰岩夹层与辉绿岩岩墙U-Pb定年结果

图3岩墙侵入围岩的磁学响应（完整的烘烤边检验）

图4 海南岛白垩纪鹿母湾组红层104个采点古地磁结果

图5 白垩纪以来东南亚构造旋转等值线图与华南古纬度演化图

 上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上：Meng, J., Gilder, S. A., Li, Y., Chen, Y., Zhang, C., Zhou, Z., Liu, T., Zhao Y., Wang Z., and Wang C. (2022). Remagnetization age and mechanism of Cretaceous sediments in relation to Dyke intrusion, Hainan Island: Tectonic implications for South China and the Red River Fault. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2021JB023474. https://doi.org/10.1029/2021JB023474 [IF2020=3.848].

 全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021JB023474