【高山/亜高山流域での河川水中の溶存Caの起源をSr同位体比により決定】
【河川水中のCaの約26%は大気起源、約23%は斜長石の風化から、残り(約51%)は母岩中の微量の方解石の風化から】
『Abstract
Sr isotopic ratios of atmospheric deposition, surface and subsurface
water, and geologic materials were measured in an alpine/subalpine
watershed to characterize weathering reactions and identify sources
of dissolved Ca in stream water. Previous studies have noted an
excess of Ca in stream water above that expected from stoichiometric
weathering of the dominant bedrock minerals. Mixing calculations
based on 87Sr/86Sr indicate that on an annual
basis, 26±7% of Ca export in stream is atmospherically derived,
23±1% is from weathering of plagioclase, and the remainder is
from weathering of calcite present in trace amounts in the bedrock.
A potential source of error when applying Sr isotopes in catchment
studies is determination of the 87Sr/86Sr
of Sr released by mineral weathering, which is complicated by
the wide range of mineral isotopic compositions, particularly
in older rocks, and the variable rates at which the minerals weather.
In this study, base-flow stream chemistry was used to represent
the 87Sr/86Sr of Sr derived from mineral
weathering because it effectively integrates the potentially variable
isotopic composition of Sr released by weathering in the alpine
environment.』
『要旨
高山/亜高山流域において、風化反応を特徴づけし、流水中に溶けているカルシウムの源を明らかにするために、大気沈着物、表面水と地下水、および地質学的物質のストロンチウム同位体比が測定された。以前の研究では、主要な母岩鉱物の化学量論的な風化から予想される以上の、過剰なカルシウムが流水中に含まれることが注目されていた。87Sr/86Sr
を基にした混合計算からは、年間で、流水中に溶出するカルシウムの26±7%は大気由来で、23±1%は斜長石の風化から、そして残りは母岩に微量に存在する方解石の風化からであることが示される。流域の研究でストロンチウム同位体を適用するときの誤差の可能性のある原因は、鉱物風化により放出されるストロンチウムの87Sr/86Srを決定することであり、それは鉱物の同位体組成が広い範囲をとること、特に古い時代の岩石がそうであるが、および鉱物が風化する速度が変動することによって複雑になっている。本研究では、基底流の化学組成を、鉱物風化から由来するストロンチウムの87Sr/86Srを表すのに用いているが、これは高山環境での風化により放出された、変動の可能性のあるストロンチウム同位体組成を効果的に統合しているからである。』
Introduction
Site description
Methods
Results
Solid phases
Precipitation, surface water, and subsurface water
Discussion
Separation of atmospheric and weathering sources of Sr
The 87Sr/86Sr ratio of bedrock calcite
Relative mineral weathering rates
Partitioning of Ca sources
Evolution of 87Sr/86Sr in surface water
Conclusions
Appendix: 87Sr/totalSr calculations
Acknowledgments
References