【フロー型反応器（single-pass, flow-through reactor）による天然風化長石・石英混合物の溶解実験】
【表面積の測定】

『Abstract
　Surface area measurements and dissolution experiments were performed on subsamples from a naturally weathered mineral assemblages (100-1000μm) consisting of feldspar and quartz. The subsamples were obtained by splitting the assemblage into four different ranges of grain density, each of which was sieved to three different size fractions. BET-krypton and geometric surface areas, combined with mineralogical data and average grain diameters, showed that (1) surface roughness factors of the subsamples are generally much higher than those of freshly created surfaces by grinding and (2) for individual density ranges (i.e., at constant mineralogical composition), the surface roughness factor decreases linearly with decreasing grain diameter. Scanning electron microscopy and X-Ray diffraction showed that contributions to the surface roughness factors from secondary mineral coatings, macropores (diameters＞50 nm), and etch pits are insignificant. In contrast, krypton adsorption data indicated that by far most surface roughness is due to the presence of micropores and mesopores (diameters≦50 nm). These findings strongly suggest that, during natural weathering, micropores/mesopores develop at sites whose density (cm^-2 of geometric surface area) is approximately proportional to grain diameter. Multivariate linear regression showed that, at similar grain diameters, the micropore/mesopore density increases in the order: quartz＜microcline＜albite＜oligoclase/andesine. This sequence is similar to the well-known sequence of relative weatherability of these minerals, suggesting a relationship between weatherability and micropore/mesopore density.
　At pH 3 HCl and ambient temperature, dissolution rates of Na, K, Ca, Al, and Si from the subsamples, normalized to the BET-krypton surface area, were essentially independent of the grain diameter. Due to effects from surface roughness, dissolution rates normalized to the geometric surface area were essentially proportional to grain diameter. Comparison with micropore/mesopore and etch pit densities showed that the dissolution rates are determined by the pores, rather than by the etch pits. Furthermore, theoretical arguments indicate that the pore area perpendicular to the mineral surface (i.e., the pore “walls”) is essentially nonreactive, and that the dissolution rates are largely determined by the pore area parallel to the mineral surface (the pore “bottoms”). The pore area parallel to the mineral surface is equivalent to (1) the leached layer/fresh mineral interface, if the micropores/mesopores develop in leached layers or (2) the dislocation outcrops where strained mineral material is in contact with the solution, if the micropores/mesopores develop at crystal defects. Tentative calculations suggest that (1) as in the laboratory, dissolution during the previous natural weathering of the sample occurred from the micropore “bottoms” rather than from the etch pits, and (2) dissolution from the etch pits becomes more important with increasing exposure time to weathering conditions.』

『要旨
　長石と石英よりなる天然の風化鉱物組合せ（100〜1000μm）からの分離試料について、表面積測定と溶解実験を行った。分離試料は、鉱物組合せを粒子密度によって4つに分け、それぞれを3つの異なる画分に篩い分けして得られた。BET−クリプトン表面積と幾何学的表面積に、鉱物学的データや平均粒径を考慮して、（１）分離試料の表面粗さファクターは、粉砕により新しく生じた表面よりも、一般に非常に高いこと、そして（２）個々の密度範囲では（すなわち、一定の鉱物組成で）、表面粗さファクターは粒径の減少に比例して増加すること、がわかった。走査電顕とX線回折からは、二次鉱物によるコーティング・マクロポア（孔隙）（直径＞50nm）・エッチピットによる表面粗さファクターへの寄与は大きくないことが示された。対照的に、クリプトン吸着データからは、表面粗さのほとんどすべてはミクロポアとメソポア（直径≦50nm）の存在によることが示された。天然の風化の間に、ミクロポア/メソポアはそれらの密度（幾何学的表面積のcm^-2）がほぼ粒径に比例するサイトに発達することを、これらの結果は強く示している。多変量一次回帰によれば、類似の粒径では、ミクロポア/メソポア密度は次の順で増加する：石英＜マイクロクリン＜アルバイト＜オリゴクレース/アンデシン。この順番は、これらの鉱物の相対的な風化し易さの良く知られた順番と似ており、風化し易さとミクロポア/メソポア間の関連を示している。
　pH3の塩酸溶液および周囲の温度条件下で、分離試料からのNa・K・Ca・Al・Siの、BET-クリプトン表面積にノーマライズした溶解速度は、本質的に粒径には関係しなかった。表面粗さからの影響により、幾何学的表面積にノーマライズした溶解速度は、本質的に粒径に比例した。ミクロポア/メソポアおよびエッチピット密度との比較から、溶解速度はエッチピットよりもポア（孔隙）により決まることがわかった。さらに、鉱物表面に垂直なポアの面積（すなわち、ポアの｢壁｣）は本質的に反応せず、溶解速度は鉱物表面に平行なポアの面積（すなわち、ポアの｢底｣）により主に決まるということが、理論的検討から示された。鉱物表面に平行なポアの面積は、（１）ミクロポア/メソポアが溶脱層に発達すれば、溶脱層/新鮮な鉱物表面の境界面と等しいか、（２）ミクロポア/メソポアが結晶欠陥に発達すれば、ひずんだ鉱物が溶液と接する、転位の露出面に等しい。試験的な計算から、（１）室内実験におけるように、従来の天然の風化試料にみられる溶解はエッチピットよりもミクロポアの｢底｣から生じたこと、そして（２）エッチピットからの溶解は、風化をこうむる時間が増すほど重要になることが示された。』

Introduction
Glossary of symbols
Material and methods
Surface area measurements
　Secondary mineral coatings
　Sample pretreatment
　Primary phases
Dissolution experiments
Discussion
Conclusions
Acknowledgments
References