在中国北方尤其是沿着太行山山脉,广泛分布着形成于中元古代的数百米厚红色砂岩与泥岩。由于年代久远及环境代用指标的局限性,目前对前寒武纪古环境的认识还相当有限。前人根据其普遍存在的波痕、泥裂和层理等特征,将其认为是滨海-浅海环境沉积。然而,波痕与泥裂除了可以形成海滩环境,也可以形成在湖滩,河滩,或者戈壁滩——它具有多解性,需要借助其它证据才能够缩小多解范围。而且滨海-浅海环境是受海水影响,属还原环境或者湿润氧化环境,与红色沉积物形成于透水较好的干旱氧化环境是相矛盾的,因此其古环境还有待于进一步深入考证。河南辉县郭亮村挂壁公路开辟很好的地质剖面,本研究对该剖面出露的红层进行了详细的野外考察和采样研究。该红层主要由两部分组成:下部是红色石英砂岩(厚约150m),上部是紫红-灰黄色互层的泥岩(厚约40m),两者不整合接触。根据样品的岩性将其分为三类:红色砂岩、紫红色泥岩和灰黄色泥岩,其中后两者呈现互层分布,层间偶有青灰色、灰色出现。对样品开展系统的环境磁学(常温磁学和高温磁学)研究,辅以色度(L*,a*,b*)、X射线衍射分析和碳酸钙含量,获得太行山红层的致磁矿物/致色矿物的种类、含量以及颗粒大小,在此基础上讨论红层的磁性与碳酸钙含量、典型样品的粒度以及稀土元素(REE)间的相关性,对比黄土的稀土和粒度分配模式分析红层的沉积环境。分析结果表明,太行山红色石英砂岩和紫红色泥岩主要磁性矿物都是细粒硬磁性的赤铁矿,其中紫红色泥岩中赤铁矿含量较高,与紫红色泥岩互层的灰黄色泥岩以顺磁性矿物为主,含少量磁铁矿,其磁性颗粒大小以多畴为主。太行山石英砂岩整体磁性较弱,主要磁性矿物是赤铁矿,说明其整体上是以透水条件较好的地表氧化环境为主。砂岩剖面深度100m至46m之间波痕分布较多,水作用影响较为频繁,可能是造成磁性减弱、硬磁性减弱的一个原因。彩色泥岩阶段,即紫红色泥岩与灰黄色泥岩互层,可能代表了该时期的干湿交替的过程。太行山红层的红颜色分布有明显的深浅变化,并且是随着地层层理(或层次)的变化而发生深浅变化,因此该红层的红色是与层理/层次近于同期形成,这种证据反映了红层的红色并非次生作用形成,而是长期处于透水性良好的高温少雨环境下形成的。通过色度与磁学对比研究表明,红层的主要致色矿物为赤铁矿,且赤铁矿的含量占据绝对优势。具有多解环境的泥裂和波痕,加上原生红颜色的条件限定,基本上可以排除海滩,湖滩与河滩的形成环境可能性。气候冷暖干湿变化导致了地层红色的深浅变化。红层是在长期地表氧化环境形成的,它反映了该地层即使受到流水作用,时间上也是短暂的,如果长期湿润和水下还原环境则不会形成原生氧化矿物如赤铁矿。总体而言,太行山红层形成时整体上处于透水条件较好的陆地氧化环境,剖面底部(100～190m),相对干燥,气候波动较大,受水作用影响时间较短;剖面中部(46～100m),受水作用影响频繁,剖面向上波痕出现频率增多,但仍以氧化环境为主;剖面顶部(0～46m),紫红色泥岩与灰黄色泥岩互层,以干湿交替环境为主,形成紫红色和灰黄色泥岩互层。太行山红层中局部有叠层石、海绿石等报道,但是在郭亮村剖面没有发现。这些沉积特征一定程度上指示曾受水环境的影响,但其指示意义有多解性或不确定性。可见,太行山红层有其复杂的沉积构造特征,并非单一的沉积环境能合理解释,可能是多种沉积环境综合作用的结果。