【酸性沈着物の影響のある小さいマツ林（植生）珪酸塩（母岩）流域からの地表水中のCaの起源（風化および大気から）を、母岩と地表水中のSr成分量（同位体比も含む）から決定】

『Abstract
　This paper determines the weathering and atmospheric contributions of Ca in surface water from a small spruce forested silicate catchment (N-E France) receiving acid atmospheric inputs. The bedrock is a granite with K-feldspar and albite as dominant phases. The calcium content in plagioclase is low and the Ca/Na ratio in surface water is high, reflecting other sources of calcium from those expected from the weathering of major mineral phases. The biotite content is low. Only traces of apatite were detected while no calcite was found in spite of a major hydrothermal event having affected the granite. The strontium isotopic ratio ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and Sr content was used as a tracer of weathering and was determined in minerals and bulk bedrock, open field precipitation, throughfall, soil solution, spring and stream water. The Sr isotopic ratio of the reacting weathering end-member was predicted by simulating the alteration of the granite minerals by incorporating strontium into the water-rock interaction kinetic code KINDIS. In the early stages of water-rock interaction, K-feldspar and biotite strongly influence the isotopic composition of the weathering solution whereas, the Na-rich plagioclase appears to be the main long-term reactive weathering end-member. Approximately 50％ of dissolved Sr in streamwater are atmospherically derived. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of exchangeable Sr in the fine fraction at 1-m depth from a soil profile indicate that the amount of exchangeable Sr seems essentially controlled by atmospheric inputs. The exception is the deep saprolite where weathering processes could supply the Sr (and Ca). Na-Plagioclase weathering obviously control the chemistry and the isotopic composition of surface waters. The weathering of trace mineral plays a secondary role, the exception is for apatite when plagioclase is absent. Our hydrochemical, mineralogical and isotopic investigations show that a major part of the strong Ca losses detected in catchment hydrochemical budgets that result from the neutralization of acid precipitation has an atmospheric origin. Consequently, in the long term, in such areas, the availability of such an exchangeable base cation might be strongly limited and surface waters consequently acidified.

Keywords: Strontium isotopes; Weathering; Modelling; Catchment; Granite; Acid inputs』

『要旨
　本論文は、大気からの酸性沈着物（インプット）の影響がみられる、えぞまつ林に覆われ珪酸塩の基盤岩からなる小流域（フランス北東部）からの、表面水中における風化および大気起源のカルシウムを決定している。基盤岩は主要な相としてカリ長石とアルバイトを伴う花崗岩である。斜長石のカルシウム含有量は低いが、表面水のCa/Na比は高く、これは主要な鉱物相の風化から予想される以外にカルシウムの源があることを反映している。黒雲母成分は少ない。ごく微量の燐灰石が検出されたが、花崗岩は大きな熱水作用の影響を蒙っているにもかかわらず方解石は見つからなかった。ストロンチウム同位体比⁸⁷Sr/⁸⁶Srおよびストロンチウム含有量が風化のトレーサーとして用いられ、鉱物と全基盤岩、降水（林外雨）、樹幹流、土壌溶液、湧泉水および流水について決定された。反応している風化端成分のストロンチウム同位体比は、ストロンチウムのデータを水−岩石相互作用カイネティックコードKINDISに入力して、花崗岩構成鉱物の変化をシミュレートすることにより予想された。水−岩石相互作用の初期段階では、カリ長石と黒雲母は風化溶液の同位体組成に強く影響するのに、ナトリウムに富む斜長石が長期的に反応する主要な風化端成分であると思われる。流水に溶けたストロンチウムのほぼ50％が、大気由来である。土壌断面の1mの深さにおける細粒画分中の交換性ストロンチウムの⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比は、交換性ストロンチウム量が本質的に大気からのインプットによりコントロールされているらしいことを示している。その例外は深部のサプロライトであり、そこでは風化過程がストロンチウム（およびカルシウム）を供給しているらしい。ナトリウム斜長石の風化は、明らかに表面水の化学組成と同位体組成をコントロールしている。微量鉱物の風化はあまり重要ではなく、その例外は斜長石が存在しない場合の燐灰石の役割である。我々の水質化学的、鉱物学的、そして同位体的な研究は、流域の水質化学的収支から認められたカルシウムの大きな流失が酸性雨の中和から生じており、その大部分のカルシウムは大気起源であることを示している。したがって、長期的には、このような地域で、このような交換性塩基陽イオンの有効性は大きく限定され、表面水はその結果酸性化するであろう。』

1. Introduction
2. Material and methods
　2.1. Site description
　2.2. Site equipment, sampling and analytical work
　2.3. Modelling
　2.4. Calculation
3. Results and discussion
　3.1. Mineralogy and chemistry of the bedrock
　3.2. Sr isotopic composition of the solid phases
　3.3. Chemical and isotopic composition of surface waters
　3.4. Ca as analog of Sr
　3.5. Sr geochemical cycle during the autumn period
　　3.5.1. Determination of the Sr isotopic ratio of the weathering end-member
　　3.5.2. Respective contribution of atmospheric and lithologic Sr in the solutions
　3.6. Sr and Ca catchment budget
4. Conclusions
Acknowledgements
References