『Abstract
The Rio Icacos basin, in Puerto Rico, is the site of the highest
measured chemical solute fluxes for a catchment on granodiorite;
this is partly attributable to high annual rainfall (4300 mm),
high average temperature (23℃), and moderate relief. The bulk
of these fluxes is contributed by dissolution of plagioclase and
amphiboles in zones of partially weathered rock (0.5-1.5 m thick)
underlying saprolite. These zones are characterized by systems
of onion-skin “rindlets” (each 3-10 cm thick) in which porosity
development is dominated by weathering of plagioclase to kaolinite.
Fe-bearing aliminosilicate minerals hornblende, augite, and biotite
persist in the weathered rock after plagioclase has weathered
to completion, but hornblende and augite disappear between the
porous rindlet systems and saprolite. A new watershed-scale solute
mass balance corroborates earlier studies and yields an overall
reaction stoichiometry that closely resembles complete weathering
of the rock (except quartz and biotite) to kaolinite and Fe3+
oxides.
Our findings indicate that steady-state assumptions are reasonable
and useful in stydying weathering at this site. Eastimated steady-state
sediment yields (based on net solute fluxes and average bedrock
composition) of 3.24×10-9 to 3.60×10-9 kg
m-2 s-1 are smaller than measured values,
indicating that sediment generation is currently accelerated with
respect to steady-state; however, sediment generation has recently
been closer to steady-state. Since weathering within the rindlet
systems occurs on multiple fronts moving upward and downward,
two new steady-state conceptual models are developed to account
for (1) multiple parallel weathering fronts, and (2) differential
rates of advance of weathering fronts due to porosity development.
Based on these models, in situ weathering rates for plagioclase
at two sample locations of 2.7×10-15 and 5.0×10-15
mol Na g-1 s-1 are calculated, values comparable
to BET surface area normalized rates of 2.7×10-16 to
5.0×10-15 mol Na m-2 s-1.
Keywords: Weathering; Bedrock; Solute flux』
『プエルトリコのRio Icacos盆地は、花崗閃緑岩上の流域に対して測定された化学溶質フラックスが最も高い観測点である；これは高い年間降水量（4300mm）、高い平均温度（23℃）、および適度な起伏のせいとある程度は考えられる。これらのフラックスの全体は、サプロライトの下に横たわる部分的な風化岩帯（0.5〜1.5m厚さ）中の斜長石と角閃石の溶解によっている。これらの風化岩帯は、そこで孔隙の発達が斜長石からカオリナイトへの風化により支配される、玉ねぎ『小皮』（それぞれ）3〜10cmの厚さ）の組織により特徴づけられる。Feを含むアルミノ珪酸塩鉱物の普通角閃石、普通輝石、および黒雲母が、斜長石が完全に風化した後に、風化岩中に残存しているが、普通角閃石と普通輝石は、多孔質の小皮組織とサプロライトでは消失している。新しい流域規模の溶質マスバランスは、以前の研究を補強するもので、岩石（石英と黒雲母を除く）からカオリナイトとFe3+酸化物への完全な風化にそっくりな、全体的な反応に対する化学量論性を与える。
我々の発見は、定常状態の仮定がこの観測点で風化を研究するのに妥当かつ有用であることを示している。見積られた定常状態堆積物生産量（正味の溶質フラックスと平均基盤岩組成に基づいた）の
3.24×10-9 〜 3.60×10-9 kg/m2/秒は、測定値より小さく、これは堆積物の生成が現在は定常状態に関して促進されているが；堆積物の生成は最近定常状態に近くなってきたことを示している。小皮組織内の風化は上方あるいは下方に動く多数のフロントで起こるため、2つの新しい定常状態概念モデルが、（1）多数の並行する風化フロント、および（2）孔隙の発達による風化フロント異なる前進速度を説明するために開発されている。これらのモデルを基に、2つの試料位置での斜長石についての現位置風化速度
2.7×10-15 および5.0×10-15 mol Na/g/秒が計算され、BET表面積でノーマライズされた速度に比較できる値は2.7×10-16
〜5.0×10-15 モルNa/m2/秒となる。』
1. Introduction
2. Field site description
2.1. Steady-state “conveyor belt” weathering
3. Methods
3.1. Field sampling
3.2. Laboratory methods
4. Results
4.1. Bulk chemical analysis
4.2. Petrography and mineralogy
5. Discussion
5.1. Plagioclase dissolution and porosity development
5.2. Weathering at the basin scale
5.3. Steady-state sediment export
5.4. Parallel weathering
5.5. Differential weathering on multiple fronts
5.6. Calculation of in situ weathering rates
6. Conclusions
Acknowledgements
References