Mineral Characteristics, Provenance and Climatic Significance of Wetland Sediments from Dalinghe River Estuary in Liaohe Delta Since Late Pleistocene

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2020.001

Abstract

Abstract:

A total of 58 samples were collected and analyzed for detrital minerals and clay minerals in drillhole ZK3 in the Dalinghe River Estuary. The research reveals that the light minerals account for the majority (average 95.7%) of the sediments, and include mainly plagioclase (43.89%), K-feldspar (28.10%) and quartz (22.45%). Heavy minerals only account for 4.3% of the sediments, and consist mainly of hornblende (38.03%), epidote (27.51%) and authigenic barite (12.01%). Clay minerals comprise mainly illite (50.3%), followed by smectite (24.5%), chlorite (12.7%) and kaolinite (12.6%), constituting an illite-smectite-chlorite-kaolinite assemblage. The sediment provenance of core ZK3 is quite complicated across the geological history. However, except the provenance of the river channel and lacustrine sediments may come from the Dalinghe River, the sediments of other facies were derived mainly from the Liaohe and Daliaohe rivers. Paleoclimatic change, inferred by comprehensive analysis of clay minerals, corresponds well with pollen studies in the Liaohe Delta: in 45~31 ka BP, the smectite/(illite+chlorite) ratios are relatively high, implying a warm and wet climate; in 31~11 ka BP (Lushan inter-glacial stage), the smectite/kaolinite ratios are low, indicating a cold and dry climate during the Dali ice age stage; from 11 ka BP to present (after the end Younger Dryas (YD)), the temperature gradually rises with rising smectite/(illite+chlorite) ratio, which reveals a post-glacial hot and wet climate.

Key words: Dalinghe River, Late Pleistocene, detrital provenance, clay mineral, paleoclimate

CLC Number:

P736

GUO Ruoshun, HE Lei, YE Siyuan, ZHAO Lihong. Mineral Characteristics, Provenance and Climatic Significance of Wetland Sediments from Dalinghe River Estuary in Liaohe Delta Since Late Pleistocene[J]. Geoscience, 2020, 34(01): 154-165.

Figures/Tables 16

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矿物	U5	U4	U3	U2	U1	小凌河	大凌河	辽河	大辽河
轻矿物	98.31	95.01	98.21	92.02	95.00	92.50	95.50	99.40	99.40
石英	18.81	19.57	13.88	20.79	27.73	37.70	52.90	70.30	54.60
钾长石	27.09	25.46	26.31	30.16	27.95	10.00	6.30	3.90	1.00
斜长石	46.91	45.24	51.75	46.01	39.03	44.00	24.10	19.90	25.40
其它	7.19	9.73	8.06	3.04	5.29	8.30	16.70	5.90	19.00
重矿物	1.69	4.99	1.79	7.98	5.00	7.50	4.50	0.60	0.60
普通角闪石	46.06	35.74	28.93	33.07	34.45	14.30	15.90	34.30	45.50
绿帘石	23.65	32.46	30.61	26.68	31.29	7.90	12.50	26.90	16.90
石榴石	7.75	6.57	11.28	2.84	8.61	3.30	10.20	7.30	2.20
岩屑	5.05	3.96	2.76	4.13	6.29	5.60	0.60	1.80	1.70
赤褐铁矿	3.06	5.48	7.56	0.97	1.61	10.10	4.70	2.70	3.70
自生重晶石	0.21	—	—	20.99	2.51	—	—	—	—
自生黄铁矿	—	0.58	—	12.28	9.30	—	—	2.50	0.90
钛铁矿	1.49	3.17	4.80	0.68	1.94	12.00	10.80	5.60	1.10
白钛石	1.93	1.89	3.36	0.52	1.05	—	0.20	0.50	—
榍石	1.70	2.40	4.08	0.63	1.59	2.40	3.80	6.10	2.30
磁铁矿	1.51	2.04	0.72	0.69	1.22	17.80	26.60	0.40	4.10
自生磁黄铁矿	—	—	—	7.47	0.83	—	—	—	—
电气石	0.92	0.29	0.84	0.37	0.76	0.10	0.50	0.90	0.60
(斜)黝帘石	0.66	0.55	0.72	1.74	0.93	—	0.50	1.40	1.10
磷灰石	0.54	0.46	0.24	0.51	0.71	0.70	0.70	0.40	0.60
黑云母	0.49	0.14	0.12	0.19	0.38	0.30	0.10	0.60	1.20
绿泥石	0.63	—	—	—	0.53	—	—	0.10	0.20
白云母	0.41	0.14	—	0.23	0.34	—	—	—	0.10
锆石	0.33	0.17	0.12	0.43	0.27	0.60	0.20	0.10	—
金红石	0.31	0.24	0.12	0.30	0.28	—	—	—	—
菱铁矿	0.68	—	—	—	—	—	—	—	—

矿物	U5	U4	U3	U2	U1	小凌河	大凌河	辽河	大辽河
轻矿物	98.31	95.01	98.21	92.02	95.00	92.50	95.50	99.40	99.40
石英	18.81	19.57	13.88	20.79	27.73	37.70	52.90	70.30	54.60
钾长石	27.09	25.46	26.31	30.16	27.95	10.00	6.30	3.90	1.00
斜长石	46.91	45.24	51.75	46.01	39.03	44.00	24.10	19.90	25.40
其它	7.19	9.73	8.06	3.04	5.29	8.30	16.70	5.90	19.00
重矿物	1.69	4.99	1.79	7.98	5.00	7.50	4.50	0.60	0.60
普通角闪石	46.06	35.74	28.93	33.07	34.45	14.30	15.90	34.30	45.50
绿帘石	23.65	32.46	30.61	26.68	31.29	7.90	12.50	26.90	16.90
石榴石	7.75	6.57	11.28	2.84	8.61	3.30	10.20	7.30	2.20
岩屑	5.05	3.96	2.76	4.13	6.29	5.60	0.60	1.80	1.70
赤褐铁矿	3.06	5.48	7.56	0.97	1.61	10.10	4.70	2.70	3.70
自生重晶石	0.21	—	—	20.99	2.51	—	—	—	—
自生黄铁矿	—	0.58	—	12.28	9.30	—	—	2.50	0.90
钛铁矿	1.49	3.17	4.80	0.68	1.94	12.00	10.80	5.60	1.10
白钛石	1.93	1.89	3.36	0.52	1.05	—	0.20	0.50	—
榍石	1.70	2.40	4.08	0.63	1.59	2.40	3.80	6.10	2.30
磁铁矿	1.51	2.04	0.72	0.69	1.22	17.80	26.60	0.40	4.10
自生磁黄铁矿	—	—	—	7.47	0.83	—	—	—	—
电气石	0.92	0.29	0.84	0.37	0.76	0.10	0.50	0.90	0.60
(斜)黝帘石	0.66	0.55	0.72	1.74	0.93	—	0.50	1.40	1.10
磷灰石	0.54	0.46	0.24	0.51	0.71	0.70	0.70	0.40	0.60
黑云母	0.49	0.14	0.12	0.19	0.38	0.30	0.10	0.60	1.20
绿泥石	0.63	—	—	—	0.53	—	—	0.10	0.20
白云母	0.41	0.14	—	0.23	0.34	—	—	—	0.10
锆石	0.33	0.17	0.12	0.43	0.27	0.60	0.20	0.10	—
金红石	0.31	0.24	0.12	0.30	0.28	—	—	—	—
菱铁矿	0.68	—	—	—	—	—	—	—	—

沉积环境	深度/m	数值范围	w_B/%
沉积环境	深度/m	数值范围	蒙脱石	伊利石	高岭石	绿泥石
三角洲沉积(U5)	0~11.0	最大值	32.6	64.4	15.7	12.4
		最小值	16.9	49.9	9.7	7.5
		平均值	23.4	56.0	11.3	9.2
浅海沉积(U4)	11.0~11.8	最大值	16.5	60.8	13.1	14.1
		最小值	14.2	56.3	13.0	12.0
		平均值	15.4	58.6	13.1	13.0
潮坪沉积(U3)	11.8~12.4		16.3	60.7	11.1	11.9
湖相沉积(U2)	12.4~23.4	最大值	29.4	57.1	16.3	20.0
		最小值	16.3	37.4	11.7	14.6
		平均值	21.8	47.4	13.9	16.9
河道沉积(U1)	23.4~36.7	最大值	36.5	49.5	15.8	17.7
		最小值	22.7	35.4	10.1	10.7
		平均值	29.3	43.2	13.4	14.2

沉积环境	深度/m	数值范围	w_B/%
沉积环境	深度/m	数值范围	蒙脱石	伊利石	高岭石	绿泥石
三角洲沉积(U5)	0~11.0	最大值	32.6	64.4	15.7	12.4
		最小值	16.9	49.9	9.7	7.5
		平均值	23.4	56.0	11.3	9.2
浅海沉积(U4)	11.0~11.8	最大值	16.5	60.8	13.1	14.1
		最小值	14.2	56.3	13.0	12.0
		平均值	15.4	58.6	13.1	13.0
潮坪沉积(U3)	11.8~12.4		16.3	60.7	11.1	11.9
湖相沉积(U2)	12.4~23.4	最大值	29.4	57.1	16.3	20.0
		最小值	16.3	37.4	11.7	14.6
		平均值	21.8	47.4	13.9	16.9
河道沉积(U1)	23.4~36.7	最大值	36.5	49.5	15.8	17.7
		最小值	22.7	35.4	10.1	10.7
		平均值	29.3	43.2	13.4	14.2

物源
河流相	28.5	43.9	13.6	14.0	本文
湖相	21.8	49.2	12.6	16.4	本文
潮坪+浅海相	16.3	60.7	11.1	11.9	本文
三角洲相	23.6	56.6	11.0	8.8	本文
大辽河	20.0	54.0	14.0	11.0	文献[7]
辽河	25.0	53.0	13.0	10.0	文献[7]
小凌河	40.0	44.0	10.0	6.0	文献[7]
大凌河	33.0	45.0	14.0	8.0	文献[7]