Characteristics and provenance significance of iron-rich heavy minerals in Quaternary fluvial sediments in Yibin area, eastern margin of Tibetan Plateau

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.1.24

Abstract

Abstract:

The development and evolutionary history of large river systems have attracted much attention from geoscientists. Exploring the characteristics of iron-rich heavy minerals in the Quaternary sediments in Yibin area where the Jinsha and Minjiang Rivers meet may reveal important evidence for the evolution of the Yangtze River; it can also be of great significance for understanding the uplift and sedimentary response of the eastern margin of the Tibetan Plateau. The chemical and morphological characteristics of iron-rich heavy minerals were analyzed by electron probe and backscatter imaging to explore the provenance evolution of the Yangtze River and its tributaries. Sediments of terraces Ⅴ and Ⅳ of the lower reaches of the Minjiang River contained a lot of magnetite from mainly the Longmenshan tectonic belt. Although sediments of terrace Ⅲ contain plentiful ilmenite, their provenance is still mainly in the Longmenshan tectonic belt. More iron-rich heavy minerals with inclusions such as kyanite and apatite can be found in the modern sediments, which proves that both the Longmenshan tectonic belt and the Songpan-Ganzi fold belt provided materials to the sediments. So we can conclude that when terraces V to III of Minjiang River formed, the source of Minjiang River was located in the Longmenshan tectonic belt. After the formation of terrace Ⅲ, the Minjiang River continued to erode upward to the source area and entered the Songpan-Ganzi fold belt to gradually form the modern Minjiang River. In terrace Ⅴ of the Jinsha and Yangtze Rivers the Panzhihua vanadium titanomagnetite was not found, which means the Panzhihua-Yibin section of the Jinsha River was not cut-through, and the provenance of the Yangtze River in the study area at this time was mainly the Minjiang River sourced from the Longmenshan tectonic belt. However, the Panzhihua vanadium titanomagnetite is abundant in terrace Ⅳ of the Jinsha River, indicating that the Panzhihua-Yibin section of the Jinsha River was cut-through at the time (~0.5-0.3 Ma B.P.) of sediment deposition in terrace Ⅳ.

Key words: Yibin area, iron-rich heavy mineral, electron probe, provenance evolution

CLC Number:

YOU Wenzhi, XIANG Fang, HUANG Hengxu, YANG Kunmei, YU Xiantao, DING Li, YANG Qi. Characteristics and provenance significance of iron-rich heavy minerals in Quaternary fluvial sediments in Yibin area, eastern margin of Tibetan Plateau[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(4): 278-292.

Figures/Tables 14

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样品号	样品类型	沉积类型	沉积时代/Ma	测年数据来源
ZS004	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	金沙江T5阶地	0.73~0.7	本文及文献[39-41]
ZS001	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	金沙江T4阶地	0.5~0.3
ZS005	砂质沉积	金沙江现代河床沉积	现代
ZS024	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T5阶地	0.73~0.7
ZS020	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T4阶地	0.5~0.3
ZS021	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T3阶地	0.11~0.09
ZS014	砂质沉积	岷江现代河床沉积	现代
ZS019	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	长江T5阶地	0.73~0.7
ZS016	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	长江T2阶地	0.05~0.03

样品号	样品类型	沉积类型	沉积时代/Ma	测年数据来源
ZS004	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	金沙江T5阶地	0.73~0.7	本文及文献[39-41]
ZS001	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	金沙江T4阶地	0.5~0.3
ZS005	砂质沉积	金沙江现代河床沉积	现代
ZS024	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T5阶地	0.73~0.7
ZS020	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T4阶地	0.5~0.3
ZS021	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	岷江T3阶地	0.11~0.09
ZS014	砂质沉积	岷江现代河床沉积	现代
ZS019	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	长江T5阶地	0.73~0.7
ZS016	砾石层中粉砂-细砂质填隙物	长江T2阶地	0.05~0.03

结构	矿物类型		各样品矿物颗粒的质量分数
			岷江								金沙江							长江
			T5		T4		T3		现代			T5		T4		现代			T5		T2
均一结构	磁铁矿	8%		47%		5%		46%					3%		29%		15%			35%
	含钛磁铁矿	11%		12%		2%		6%		6%			1%		9%		23%			5%
	含铬磁铁矿	29%		4%				4%							1%					4%
	含钒磁铁矿			4%											2%
	赤铁矿	10%		3%		7%		6%		61%			1%		12%		25%			15%
	含钙赤铁矿														1%					1%
	含钙钛铁矿														1%
	钛铁矿	38%		23%		73%		23%		28%			62%		21%		32%			18%
	钒钛磁铁矿			1%				1%							2%		2%			3%
出溶结构	钛铁矿/锐钛矿	1%				3%									1%
	钛铁矿/钒钛磁铁矿	2%		3%									33%		18%		2%			16%
	赤铁矿/钒钛磁铁矿	1%
	含钛磁铁矿/含钛钙长石							1%
	钛铁矿/含铁锐钛矿/赤铁矿					5%														1%
	钛铁矿/赤铁矿							1%
	锐钛矿/赤铁矿														1%
	锐钛矿/含钛磁铁矿							1%		1%							1%
包裹体结构	钛铁矿包裹含铁铝土矿					3%
	钛铁矿包裹含钛赤铁矿									1%
	钛铁矿包裹石英					1%
	钛铁矿包裹蓝晶石							5%
	磁铁矿包裹赤铁矿			1%
	磁铁矿包裹钙长石							1%
	含钛磁铁矿包裹含钛钙长石							1%
	含钛磁铁矿包裹磷灰石							1%
	磁铁矿包裹磷灰石							3%
	赤铁矿包裹含铁铝土矿									3%

结构	矿物类型		各样品矿物颗粒的质量分数
			岷江								金沙江							长江
			T5		T4		T3		现代			T5		T4		现代			T5		T2
均一结构	磁铁矿	8%		47%		5%		46%					3%		29%		15%			35%
	含钛磁铁矿	11%		12%		2%		6%		6%			1%		9%		23%			5%
	含铬磁铁矿	29%		4%				4%							1%					4%
	含钒磁铁矿			4%											2%
	赤铁矿	10%		3%		7%		6%		61%			1%		12%		25%			15%
	含钙赤铁矿														1%					1%
	含钙钛铁矿														1%
	钛铁矿	38%		23%		73%		23%		28%			62%		21%		32%			18%
	钒钛磁铁矿			1%				1%							2%		2%			3%
出溶结构	钛铁矿/锐钛矿	1%				3%									1%
	钛铁矿/钒钛磁铁矿	2%		3%									33%		18%		2%			16%
	赤铁矿/钒钛磁铁矿	1%
	含钛磁铁矿/含钛钙长石							1%
	钛铁矿/含铁锐钛矿/赤铁矿					5%														1%
	钛铁矿/赤铁矿							1%
	锐钛矿/赤铁矿														1%
	锐钛矿/含钛磁铁矿							1%		1%							1%
包裹体结构	钛铁矿包裹含铁铝土矿					3%
	钛铁矿包裹含钛赤铁矿									1%
	钛铁矿包裹石英					1%
	钛铁矿包裹蓝晶石							5%
	磁铁矿包裹赤铁矿			1%
	磁铁矿包裹钙长石							1%
	含钛磁铁矿包裹含钛钙长石							1%
	含钛磁铁矿包裹磷灰石							1%
	磁铁矿包裹磷灰石							3%
	赤铁矿包裹含铁铝土矿									3%

样品号	w_B/%
样品号	FeO	Fe₂O₃	TiO₂	V₂O₅	Al₂O₃	MgO	SiO₂	Cr₂O₃	MnO	CaO	ZnO
ZS020	28.50	57.00	4.01	0.79	0.49	0.10	1.26	0.18	0.20	0.02	0.00
ZS014	27.15	54.31	13.21	0.77	0.10	0.03	0.80	0.59	0.55	0.03	0.00
ZS019	27.55	55.10	9.38	1.11	0.11	0.09	0.81	0.85	0.02	0.00	0.00
ZS005	24.50	49.00	13.78	1.29	1.95	0.32	3.66	0.01	0.79	0.37	0.12
ZS005	25.57	51.14	13.98	1.52	1.43	0.10	4.16	0.05	0.22	0.72	0.13
ZS016	25.15	50.30	18.34	1.29	1.33	0.01	0.82	0.25	0.65	0.04	0.73
ZS016	24.99	49.98	16.54	1.34	1.12	0.18	2.69	0.18	0.72	0.32	0.54
ZS016	25.41	50.82	15.84	1.41	2.12	0.02	1.01	0.12	0.53	0.00	0.36