『Abstract
　A comprehensive understanding of lithium-isotope fractionation during terrestrial weathering is necessary in order to use lithium isotopes to trace chemical cycles, climatic changes and igneous processes. This study investigates lithium-isotope fractionation in two laboratory experiments and by analyses of natural basalt weathering products. Partial dissolution of basalts in the laboratory does not result in fractionation of lithium isotopes but similar dissolution of a granite sample causes significant fractionation. This may reflect dissolution of secondary minerals from the granite, or differences in the Li-isotope composition of primary minerals in this more evolved igneous rock. Significant Li-isotope fractionation was also observed during sorption onto mineral surfaces in the laboratory, although this was highly dependent on sample mineralogy. No fractionation accompanies the outer-sphere physisorption of Li to smectite surfaces. Some fractionation accompanies sorption onto ferrihydrite and significant fractionation with α= 0.986 is seen during inner-sphere chemisorption to gibbsite surfaces. Repeat experiments with varying amounts of sorption demonstrate that Li remains in an exchangeable site on the gibbsite surfaces. The extents of fractionation onto gibbsite observed in this study (〜13‰) is about half that required in order for clay-surface removal to balance the ocean Li-isotope budget. Isotopic fractionation of Li was found to occur on a ＜300-yr timescale in both cold and warm natural environments. A minimally altered rock surface from Iceland was found to be two lighter in δ⁷Li than the sample interior, probably due to the preferential incorporation of ⁶Li in clay or oxide-rich alteration products on the sample surface. Soil samples from Hawaii also demonstrate Li fractionation during weathering. In this environment, rainwater (δ⁷Li = 10) contributes a significant flux of isotopically heavy Li to the developing soil. Despite this, soils have similar Li-isotope compositions to the primary basalt (δ⁷Li = 4), indicating that ⁶Li is preferentially retained during weathering. This conclusion is supported by isotopically heavy river water on Hawaii (δ⁷Li = 22) and by the correlation between Li concentration and δ⁷Li in the soil. The lab- and field-based measurements of this study clearly demonstrate that lithium fractionates during weathering, potentially providing information about the weathering environment now and in the past.

Keywords: lithium; isotope; fractionation; weathering; clay; oxide; soil; dissolution』

『陸上風化の間のリチウム同位体分別を包括的に理解することが、化学循環、気候変動、および火成過程をたどるのにリチウム同位体を用いるためには必要である。本研究は、2つの室内実験と天然玄武岩風化産物の分析により、リチウム同位体分別を調査している。室内での玄武岩の部分溶解はリチウム同位体分別を起こしていないが、花崗岩試料の同様な溶解は重要な分別を生じている。これは花崗岩からの二次鉱物の溶解を反映しているか、このようなより進化した火成岩中の一次鉱物Li同位体組成の違いを反映しているのかもしれない。重大なLi同位体分別は、試料の鉱物の性質に非常に依存するが、室内での鉱物表面への吸着の間にも観察された。スメクタイト表面へのLiの外圏物理吸着には分別は伴わない。いくらかの分別がフェリハイドライトへの吸着には伴い、α= 0.986をもつ重大な分別がギブス石表面への内圏化学吸着の間に見られる。吸着量を変える繰返し実験から、Liはギブス石表面の交換可能なサイトに留まることが示される。本研究で観察されたギブス石への分配の程度は（約13‰）、海洋のLi同位体収支の釣り合いをとるために粘土表面で除去するのに必要なものの約半分である。Liの同位体分別は、寒冷と温暖の両方の天然環境で＜300年の時間尺度で起こることがわかった。アイスランドからの変質のほとんどない岩石表面は試料内部よりもδ⁷Li で2軽いことがわかったが、おそらく試料表面の粘土または酸化物に富む変質物中への⁶Liの選択的取込みによるだろう。ハワイからの土壌試料も風化の間にLi分別を示す。この環境では、降雨（δ⁷Li = 10）が、発達する土壌に対して同位体的に重いLiの重大なフラックスを与えている。これにもかかわらず、土壌は主な玄武岩に似たLi同位体組成（δ⁷Li = 4）をもっており、⁶Liは風化の間に選択的に保持されることを示している。この結論は、ハワイの同位体的に重い河川水（δ⁷Li = 22）および土壌中のLi濃度とδ⁷Li 間の相関によって支持されている。本研究の室内および野外での測定から、風化の間のリチウム分別は風化環境の現在と過去についての情報を潜在的に提供してくれることが明らかに示される。』

1. Introduction
2. Experimental design
　2.1. Laboratory experiments
　　2.1.1. Partial dissolution of primary minerals
　　2.1.2. Surface exchange
　2.2. Natural basalt weathering
　　2.2.1. Laki, Iceland basalt profile
　　2.2.2. Kilauea, Hawaii Thurston soil profile
3. Analytical methods
　3.1. Chemical
　3.2. Instrumental
4. Results
　4.1. Laboratory studies
　　4.1.1. Partial dissolution of primary minerals
　　4.1.2. Surface exchange
　4.2. Natural samples
　　4.2.1. Laki, Iceland basalt profile
　　4.2.2. Kilauea, Hawaii Thurston soil profile
5. Discussion
　5.1. Laboratory experiments
　　5.1.1. Partial dissolution of primary minerals
　　5.1.2. Surface exchange
　5.2. Natural samples
　　5.2.1. Laki, Iceland basalt profile
　　5.2.2. Kilauea, Hawaii Thurston soil profile
6. Conclusions
Acknowledgements
References