【花崗岩体表面に形成している土壌を対象にREEの起源と移動について検討】

『Abstract
　Very few studies deal with REE (rare earth element) mobility within the system soil-soil solution-streamwater. In this article, we try to characterize the fractionation and the migration of the REE in a granite-derived soil system located in a small catchment of the Vosges mountains. ICP-MS and TIMS measurements were performed on both solid samples (“fresh” granite, soil, and suspended load of the stream) and waters (soil solutions, springwater, and streamwater) to determine their respective REE concentrations and Sr and Nd isotopic compositions. The PAAS-normalized REE pattern of the bedrock is characterized by a strong depletion in HREE (heavy REE) and a negative Eu anomaly (0.46). Similarly, the granite-normalized REE distribution patterns of the soil samples show HREE depletions that become more important with decreasing depth. The correlative behavior between P2O5, Th, and REE with depth indicates that, besides apatite, other phosphate minerals such as monazite are the most important phases controlling the Th and REE budget in the soil profile. On the other hand, at greater depth, zircon seems to be another important mineral phase controlling especially the HREE enrichment as shown by the positive relationship between Zr content and the Yb/Ho ratio. Different grain size fractions show similar REE distribution patterns and are only weakly fractionated, compared with bulk soil sample. However, the finest fraction (0-20μm) is more enriched in Sr and REE, suggesting a stronger concentration of REE-carrying minerals in this fraction. The suspended and dissolved load of the stream show as a whole an enrichment in HREE if compared with the granite or with the different soil samples. However, compared with the uppermost soil samples, the suspended load is significantly more enriched in HREE. Its REE distribution pattern is more similar to that of the finest fraction of the deeper soil sample and to the “fresh” granite. Thus, most probably the REE of the suspended load originated from a source with REE characteristics found in the deep soil horizons. This source might have been situated in the uppermost soil profile, which is actually REE depleted. The weathering process can be compared with a leaching experiment where the waters correspond to the leachate and the soil to the residual phase of the granite. The Sr isotope data indicate that the suspended load originates from the finest soil fraction. The Sr and Nd isotopic data of the suspended load suggest that it contains up to 3％ Sr and Nd from apatite and up to 97％ from feldspar. Most of the Sr and Nd in the waters originate from apatite leaching or dissolution.』

『要旨
　土壌−土壌溶液−流水系でのREE（希土類元素）の移動性を取り扱った研究は非常にわずかである。本論文で、我々は、Vosges山脈の小流域にある花崗岩由来の土壌系において、REEの分別と移動を特徴づけることを試みた。ICP-MSとTIMSによる測定が、固体試料（“新鮮な”花崗岩、土壌、および流水の懸濁物）および水（土壌溶液、湧泉水、および流水）の両方に対して、それぞれのREE濃度ならびにSrとNdの同位体組成を決定するために行われた。基盤岩のPAASにノーマライズしたREEパターンは、HREE（重REE）の強い欠損と負のEu異常（0.46）により特徴づけられる。同様に、土壌試料の花崗岩にノーマライズしたREE分布パターンはHREEの欠損を示し、それは深さとともにより重要になる。深さに対するP2O5・Th・REE間の相関的な挙動は、燐灰石以外に、モナズ石のような他の燐酸塩鉱物が、土壌断面でのThとREE収支をコントロールする最も重要な相であることを示す。他方、もっと深い部分では、Zr成分とYb/Ho比間の正の相関によって示されるように、ジルコンがとくにHREE富化をコントロールするもう一つの重要な相であると思われる。異なった粒径画分は、バルクの土壌試料に比べて、類似したREE分布パターンを示し、そしてわずかに分別されている。しかし、最も細粒の画分（0〜20μm）はもっとSrとREEに富んでおり、この画分中にREEを運ぶ鉱物が強く濃集していることを示す。花崗岩あるいは異なる土壌試料と比較すると、流水の懸濁物と溶存物は全体としてHREEの富化を示す。しかし、最上部の土壌試料と比べると、懸濁物はかなりHREEに富んでいる。このREE分布パターンは、深部の土壌試料の最細粒画分および“新鮮な”花崗岩のものとよく似ている。したがって、懸濁物のREEは、深部土壌層に見られるREE特性をもつ源から由来していると考えられる。この源は、現実にはREEに欠損しているが、最上部の土壌断面に位置していたであろう。風化過程は、水が浸出水に対応し、土壌が花崗岩の残留相に対応するような、浸出実験と比較することができる。ストロンチウム同位体データは、懸濁物が最細粒土壌画分に由来することを示す。懸濁物のSrとNdの同位体データは、懸濁物に含まれるSrとNdは、燐灰石から3％が、そして長石から97％がきていることを示す。水に含まれる大部分のSrとNdは、燐灰石からの浸出または溶解に由来する。』

1. Introduction
2. Geological setting
3. Site equipment and sampling
4. Analytical methods
5. Results and discussion
　5.1. Mineralogical and major element compositions of the soils
　5.2. The REE data of the fresh granite
　5.3. The REE data of the soil
　5.4. The REE data of the suspended and dissolved load
　5.5. The isotopic relationships between bedrock soil and interstitial streamwater
6. Summary and conclusions
Acknowledgments
References