『Abstract
　Chemical weathering rates for a mudstone obtained from a mining environment were investigated using a combination of batch reactors and hydrologically unsaturated column experiments. Results of tracer tests were combined with relationships between solute concentrations, mass fluxes, flow rates and residence times, and used to calculate element release rates and infer rate-controlling mechanisms for the two different experimental environments.
　Elements that eluted from column experiments exhibited either:
(1) concentrations independent of flow rate and column length coupled with mass flux increasing with flow rate, or
(2) an inverse relationship between concentration and flow rate coupled with mass flux increasing with both column length and flow rate.
　The former is attributed to equilibrium-controlled release of particular elements (Si, Al), while the latter is ascribed to transport-controlled release of others (Mg, Mn, Ca, Na, K, S). Tracer tests using NaBr solutions revealed that some elements were also affected by ion exchange (Mg, Mn, Ca, Na), but these effects were temporary and did not mask underlying dissolution rate-controlling mechanisms. Analysis of characteristic diffusive lengths was used to distinguish between transport rates limited by the transfer of solutes between immobile and mobile water within the columns, and rates limited by slow diffusion across partially reacted mineral layers. The analysis suggests that transfer between immobile and mobile water limited the element release rates, with diffusion hindered by low diffusion coefficients within the unsaturated medium, and by low interfacial areas between mobile and immobile fluids. Results of the batch experiments showed different characteristics. Element concentrations either rose to a plateau or increased linearly with time. Rate-controlling mechanisms associated with these characteristics were equilibrium (Fe) and surface kinetic reactions (Si, Mg, Mn, Ca, K, S), respectively. Surface area-normalized element release rates for Mg, Mn, Ca and S are consistently a factor of 4 higher than those from the column experiments. This is a significant difference and cannot be attributed to differences in mineral preparation or to factors influencing individual minerals. It must, therefore, reflect the difference in the rate-controlling mechanism, that is, transport vs. surface-kinetic control.
　These results suggest that some proportion of the commonly recorded discrepancy between laboratory and field weathering rates is due to hydrological differences between the two environments, and that hydrological characterization of weathering environments is, therefore, as important as physical-geochemical characterization of reacting solids. An important practical implication of the work is that substantial reservoirs of solutes are held in immobile water in the unsaturated environment, and that these could be released by soil disturbance or flooding.』

『要旨
　鉱山環境から得られた泥岩に対する化学風化が、バッチ反応器と水文的に未飽和なカラム実験を組み合わせて研究された。トレーサー試験の結果が、溶質濃度・質量フラックス・流速・滞留時間と結びつけられ、2つの異なる実験環境について元素放出速度を計算しかつ速度律速メカニズムを推定するために使われた。
　カラム実験から抽出された元素は次のどちらかを示した：
（１）流速とともに増加する質量フラックスとむすびついた、流速およびカラム長と関係しない濃度
（２）カラム長と流速の両方とともに増加する質量フラックスとむすびついた、濃度と流速間の逆比例関係。
　前者は特定の元素（Si、Al）の平衡律速放出のせいであり、一方後者は他の元素（Mg、Mn、Ca、Na、K、S）の輸送律速放出による。NaBr溶液を用いたトレーサー試験は、いくつかの元素はイオン交換によっても影響されるが（Mg、Mn,、Ca、Na）、これらの影響は一時的であり、基本的な溶解律速メカニズムを隠さないことを示した。特有の拡散距離の解析は、カラム内の不動水および移動水間の溶質の移動によって制限された輸送速度と、部分的に反応した鉱物層を横切る遅い拡散により制限された速度との間を区別するのに使われた。この解析は、不動水と移動水間の移動が、未飽和媒体内の低い拡散係数および移動流体と不動流体間の小さい境界面積により妨害された拡散をもつ、元素の放出速度を制限したことを示す。バッチ実験の結果は異なる特徴を示した。元素濃度は時間とともに平坦面に達するかあるいは直線的に増加するかのどちらかであった。これらの特徴と関連した律速メカニズムは、それぞれ平衡（Fe）および表面カイネティック反応（Si、Mg、Mn、Ca、K、S）であった。表面積で標準化したMg・Mn・Ca・Sに対する元素放出速度は、カラム実験からの値よりいつも4倍大きい。これは意味のある差であり、鉱物の前処理の差や個々の鉱物に影響する要因のせいにできない。したがって、これは律速メカニズムの差、すなわち輸送に対する表面カイネティック・コントロールを反映するにちがいない。
　これらの結果は、実験室と野外での風化速度の間にふつう記録される相違のかなりの部分は、2つの環境間の水文的差によるものであり、したがって風化環境の水文的特徴は反応する固体の物理-地球化学的特徴と同様に重要であることを示している。本研究の実際的な意味は、溶質の実体的な貯蔵場所は未飽和環境の不動水にあり、これらは土壌攪乱や洪水によって放出されえるということである。』

1. Introduction
2. Methods
　2.1. Experiment design strategy
　2.2. Sample collection and characterization
　2.3. Column experiments
　2.4. Batch experiments
　2.5. Assessment of column flow and transport processes
3. Results
　3.1. Material characteristics
　3.2. Column hydrology
　3.3. Column element release characteristics
　3.4. Batch results
　3.5. Batch/column ratios
4. discussion
　4.1. Rate-controlling step
　4.2. Equilibrium dissolution (types 1 and 6)
　4.3. Transport-controlled dissolution (type 2)
　4.4. Ion-exchange influences (type 3)
　4.5. Surface-kinetic controlled dissolution (type 5)
　4.6. Classification
　4.7. Implications of rate-control differences
5. Conclusions
Acknowledgements
Appendix A
References