『Abstract
This study was dedicated to the early stage of the weathering
of historic basaltic flows located in Mount Cameroon. The combination
of high relief (i.e. 0 to 4071 m) and high rainfall range (i.e.
1.8 to 12 m/year) lead to strong climatic contrast. Spring and
rivers were sampled all around the volcano. We report here the
basic chemistry of the waters as well as strontium and uranium
isotopic ratios.
The combination of the molar proportions of solute obtained with
the modal amounts of the minerals in the basalts gives a prediction
of what should be the relative molar concentrations of major compounds
in the weathering waters issuing from Mount Cameroon. The measured
Alkalinity/Si and Mg/Si ratios are higher than the calculated
ones while the measured Ca/Si ratio is equal to the calculated
value. We suggest that the Si-poor waters of Mount Cameroon are
due to biological pumping, trapping of Si in Fe-silicate minerals
such as Si containing ferrihydrite and Si interaction with bacterial
cell wall leading to the formation of allophane type minerals
which were observed in Mount Cameroon soil profiles. Calcium uptake
by plants explains the lower Ca/alkalinity ratios measured in
the water samples.
The water-rock ratio (R) calculated from the strontium isotopic
compositions of the water samples, ranges from 29,452 to 367,450.
The calculated weathering rates (WR) range
from 1 to 20 mm/ky and from 1 to 103 mm/ky for high and low elevations,
respectively, and agree with both the thickness and the age of
paleosoils found in the same area and with previously published
estimates from coupled reaction-transport models. This difference
emphasizes the role of vegetation and rainfall at lower elevations
as compared to what happens at high elevations.
Keywords: Chemical weathering; Basaltic lava flow; Water geochemistry』
『本研究は、Mount Cameroonに位置する歴史的な玄武岩流の風化の初期段階について行われた。高い起伏(すなわち、0〜〜4071m)と高い降水量範囲(すなわち、1.8〜12m/年)が組み合わさって、非常に対照的な気候をもたらしている。火山周辺のすべての泉と河川で試料採取された。我々はここにストロンチウムとウラン同位体比だけでなく水の基本的な化学的性質を報告している。
玄武岩中の鉱物のモード量とともに得られた溶質のモル割合を組み合わせると、Mount Cameroonから流れ出る風化水中の主要成分の相対的なモル濃度がどのようなものであるかを予想できる。測定されたアルカリ度/SiおよびMg/Si比は計算値よりも高いが、測定されたCa/Si比は計算値に等しい。我々は、Mount
CameroonのSiに乏しい水は、生物による汲み取り、Siを含むフェリハイドライトのようなFe珪酸塩鉱物におけるSiのトラップ、およびバクテリア細胞壁とのSi相互作用によるものであり、Mount
Cameroon土壌断面で観察されたアロフェン型鉱物の形成をもたらすことを示している。植物によるカルシウムの取込みは、水試料で測定された低いCa/アルカリ度比を説明している。
水試料のストロンチウム同位体組成から計算された水−岩石比(R)は、29,452〜367,450範囲である。計算による風化速度(WR)は、高い標高および低い標高に対してそれぞれ1〜20mm/1000年および1〜103mm/1000年であり、同じ地域に見られる古土壌の厚さと年代の両方と一致し、反応−運搬連結モデルから従来報告された見積りと一致する。この差は、低い標高での植生と降水の役割が、高い標高でおこる場合と比べて、大きいことを強調している。』
1. Introduction
2. Geologic and climatic settings
3. Sample collection
4. Analytical methods
4.1. Major and trace elements
4.2. Sr isotopes
4.3. Uranium isotopes (Riotte et al., in press data)
5. Results
5.1. Major elements and trace elements
5.2. Sr isotopes
5.3. Uranium isotope data from Riotte et al. (in press)
6. Discussion
6.1. Major ion geochemistry
6.2. The Sr isotope record
6.3. Rate and duration of the weathering
7. Conclusions
Acknowledgements
References