澳大利亚悉尼地区普遍分布着一套中新世早期(17 Ma BP)发育的古土壤地层,其中的砖红壤(Laterite)层被认为形成于低纬度热带高温高湿环境。然而中新世早期澳大利亚板块还未漂移至现今位置,悉尼当时的古地理纬度在45°～50°S之间,按照现代的气候带划分,应该属于温带地区。因此,悉尼中新世早期砖红壤地层的形成环境不同学者持不同看法。本文以环境磁学为主要手段,结合元素地球化学和色度方法,选取Long Reef Beach中新世典型古土壤剖面,对澳大利亚悉尼地区中新世早期发育的红色地层,磁学特征及对应的古气候环境进行了研究。通过系统的岩石磁学测量(包括磁化率、饱和磁化强度、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率、磁滞回线等常温磁学参数以及高、低温磁学分析)、元素地球化学测量(常量元素、稀土元素)和色度测量(红度a*、黄度b*、亮度L*),主要得出以下结论:(1)Long Reef Beach古土壤剖面中全新世软土层主要磁性矿物为多畴(MD)颗粒磁铁矿,磁性矿物含量与黄土高原黄土层相当。中新世老成土层随地层深度增加主要磁性矿物由磁铁矿转变为磁赤铁矿,随着磁铁矿向磁赤铁矿的转化,开始出现赤铁矿;磁性矿物粒径分布较广,以假单畴(PSD)颗粒为主,其次为单畴(SD)颗粒,同时含有少量MD颗粒;Fe2O3含量变化于8.24%至46.49%之间。中新世红土矿层主要磁性矿物为赤铁矿,同时含有少量磁赤铁矿和针铁矿,属于铁的富集层,赤铁矿以SD颗粒为主,含少量PSD和MD颗粒;Fe2O3平均含量高达40%左右。(2)Long Reef Beach古土壤剖面,自上而下随地层深度变化磁性矿物种类发生变化,磁性矿物转化过程可概括为磁铁矿—磁赤铁矿化的磁铁矿—磁赤铁矿—赤铁矿,其中部分磁赤铁矿具有热稳定性,在空气(氩气)环境中加热到700℃未发生转化。磁性矿物的这种规律变化,尤其是磁赤铁矿和赤铁矿的高度富集,说明Long Reef Beach中新世古土壤形成时期,悉尼地区对应着一种高温氧化环境。(3)Long Reef Beach中新世古土壤形成时期,悉尼地区地表化学风化作用十分强烈,土壤化学风化指数达95.26,与我国海南岛更新世时期玄武岩上发育的砖红壤相当。通过半定量重建得出,悉尼地区当时年平均降水达1470mm左右,与我国海南岛当前降雨量接近(1400-1800mm)。(4)通过各环境代用指标综合分析,并结合已有研究成果,我们认为Long Reef Beach中新世古土壤形成时期,悉尼地区是一种热带湿润气候。虽然Long Reef Beach中新世古土壤形成时期悉尼地区古地理纬度较高(45～50°S之间),但由于CO2的温室效应(当时全球大气CO2含量为754±153ppm),导致悉尼地区当时的温度高于现在。