【バッチ型反応器による正長石の熱水溶解実験】
【有機酸の溶解速度への影響】

『Abstract
　The dissolution of K-rich feldspar (orthoclase), quartz and Al(OH)3 was investigated at 80゜C and pH 6 in buffered solutions of organic acids. Previous studies of the effects of organic acids (OA) on feldspar dissolution have typically been conducted in acidic, low-ionic strength solutions often under conditions which preclude isolation of effects of pH from those due to organic acids. Our experiments were conducted at constant pH, temperature, ionic strength, and buffer composition to allow direct comparison of experiments with and without OA. The dissolution experiments were conducted under closed-system conditions to: (1) determine the magnitude of mineral solubility enhancement by OA; (2) examine changes in reaction stoichiometry as equilibrium is approached; (3) investigate the effects of OA on secondary mineral precipitation.
　The carboxylic acid species, oxalate and citrate, significantly enhanced the dissolution of orthoclase at pH 6. The concentrations of Si and Al in 10 mM oxalate and citrate solutions were nearly 3 times that in solutions of acetate buffer without oxalate or citrate. Aluminum was below the limit of detection (＜0.007 mM) in the acetate buffer alone. Citrate increased the release of Si and Al from orthoclase more than did oxalate at the same concentration. Equilibrium modeling indicates that solutions with oxalate and citrate attained supersaturation with respect to gibbsite, kaolinite, and smectite, and saturation with respect to quartz. Nevertheless, orthoclase dissolution remained congruent with respect to Si and Al release.
　Separate experiments using pure quartz and Al(OH)3 suggest that a mechanism other than formation of Si-organic complexes may be involved in the OA-enhanced release of Si from orthoclase. The increase in dissolved silica was modest in 10 mM oxalate and 10 mM citrate solutions reacted with quartz, and did not increase with increasing OA concentration. The solubility of quartz was similar in solutions of oxalate and citrate. In contrast, Al(OH)3 dissolution was 50％ greater in citrate than in oxalate, similar to the behavior of orthoclase. Citrate may be more effective in dissolving orthoclase than oxalate due to a stronger interaction between citrate and Al, rather than due to a synergistic effect of Al-citrate and Si-citrate complexes. These results have implications for the mass transport of Si and Al in diagenetic environments.』

『要旨
　Kに富む長石（正長石）・石英・Al(OH)3 の溶解が、80℃およびpH6の条件の有機酸緩衝溶液中で調べられた。長石溶解への有機酸の影響に関する従来の研究は、しばしば有機酸による影響からpHの影響を分離できないような、酸性で低いイオン強度の溶液中で行うのが典型的なものであった。我々の実験は、有機酸を含む場合と含まない場合の結果を直接比較できるように、一定のpH・温度・イオン強度・緩衝組成で行った。溶解実験は閉鎖系条件で以下の目的で行った：（１）有機酸による鉱物溶解の促進の大きさを決定すること、（２）平衡に近づくことに伴う、反応の化学量論性の変化を調べること、（３）二次鉱物の沈殿に対する有機酸の影響を調べること。
　カルボン酸に属する化学種であるシュウ酸とクエン酸は、pH6での正長石の溶解をかなり促進する。10mMのシュウ酸とクエン酸溶液でのSiとAlの濃度は、シュウ酸またはクエン酸を含まない酢酸緩衝の溶液での場合のほぼ3倍であった。アルミニウムは、酢酸緩衝のみの場合では、検出限界（＜0.007 mM）以下であった。クエン酸は、同じ濃度のシュウ酸よりも、正長石からのSiとAlの放出を増加させた。平衡モデル化によれば、シュウ酸とクエン酸を含む溶液はギブス石・カオリナイト・スメクタイトに関して過飽和に達し、石英に関して飽和に達することが示された。それにもかかわらず、正長石の溶解は、SiとAlの放出に関してコングルエントを維持した。
　純粋な石英とAl(OH)3 を使ったそれぞれの実験は、Si-有機錯体の形成以外のメカニズムが、有機酸により促進された正長石からのSiの放出をもたらしている可能性を示している。10mMシュウ酸および10mMクエン酸溶液と石英の反応において、溶解したシリカの増加は大したことはなく、有機酸濃度が増加しても増えなかった。石英の溶解度は、シュウ酸とクエン酸の溶液では似たものであった。対照的に、Al(OH)3 の溶解はシュウ酸よりもクエン酸の方が50％大きくて、正長石の挙動に似ている。Al-クエン酸およびSi-クエン酸錯体の協同効果によるよりも、むしろクエン酸とAlの間のより強い相互作用のため、クエン酸はシュウ酸よりも正長石の溶解により効果的であろう。これらの結果は、続成的環境でのSiとAlの物質移動と密接な関係をもっている。』

1. Introduction
2. Materials and methods
　2.1. Preparation of solids
　2.2. Experimental solutions
　2.3. Experimental methods
　2.4. Analytical methods
　2.5. Aqueous speciation modeling
3. Results and discussion
　3.1. General remarks
　3.2. Si- and Al-release during orthoclase dissolution
　3.3. Stoichiometry of orthoclase dissolution
　3.4. Experiments with pure quartz and Al(OH)3
4. Summary and conclusions
Acknowledgements
References