『Abstract
　Mineralogical and isotope results paired with field observations suggest that halloysite is the favored, albeit metastable, aluminosilicate end product of arid-zone basalt weathering on Kohala, Hawai'i, and that the formation of smectite has been inhibited by kinetic factors. Soils sampled on constructional lava flows having ages ranging from 4 to 350 ka provide a chronosequence that has had minimal physical disturbance, thus allowing us to interpret chemical and mineralogical changes as the result of a time-dependent process. The halloysite content of the soil increases with increasing soil age; its growth is at the expense of allophane, which, in turn, forms at the expense of primary minerals. These mineral relationships suggest that halloysite has been forming continuously throughout the lifetime of the soil. Smectite, the thermodynamically stable phyllosilicate phase predicted by soil solution composition, is not found in these arid soils. We determined that our soil system is controlled by kinetic factors, and that, therefore, thermodynamic predictions do not reflect reality. The main factors favoring kinetic control of halloysite formation are intense, but short wet periods followed by prolonged extremely dry seasons, and microenvironmental conditions leading to immediate uptake of released Al by the halloysite-precursor mineral allophane.
　The δ¹⁸O relationship between present-day soil water and halloysite, formed over the last 170 ka, was used as a tracer of past soil conditions. Results from a reconstruction of paleo-climate and -soil conditions, combined with δ¹⁸O data, observed mineral relationships along the 350 ka chronosequence, and field evidence for long-term aridity rule out the possibility that the arid side of Kohala was affected by prolonged periods of higher rainfall that could have produced more dilute soil waters and, therefore, altered mineralogical stabilities. We conclude that pedogenic halloysite has been continually forming from the early stage of soil formation, and that it has consistently formed under isotopic equilibrium conditions, indicating that halloysite δ¹⁸O compositions imply paleoclimatic conditions over the time of its formation that are similar to today's.

Keywords: Hawai'i; Soil water; Climate; Oxygen isotopes; Kinetics』

『野外観察と合わせた鉱物および同位体の結果は、ハロイサイトがハワイのコハラにおける乾燥帯玄武岩風化の、準安定ではあるが、最も恵まれたアルミノ珪酸塩の最終産物であり、スメクタイトの生成はカイネティックな要因によって抑制されていることを示している。4000〜35万年前にわたる年代もつ構造の熔岩流上で採取された土壌は、物理的に最小限にしか乱されていない年代シーケンスを提供しており、したがって我々は時間に依存した過程の結果としての化学的かつ鉱物学的な変化を解釈することができる。土壌のハロイサイト含有量は土壌年代とともに増加する；その成長はアロフェンを犠牲にしており、それは同様に一次鉱物を犠牲に生成している。これらの鉱物の関係は、ハロイサイトが土壌の一生の全体を通じて連続的に形成されてきたことを示す。土壌溶液から予想される熱力学的に安定なフィロ珪酸塩相であるスメクタイトは、これらの乾燥土壌には見られない。我々は、我々の土壌系がカイネティックな要因によりコントロールされており、そのため熱力学的な予想は現実を反映しないことを決定した。ハロイサイト生成をカイネティックにコントロールするのに有利な主要因は、長期の極端に乾燥した季節の前の強力であるが短い湿潤期であり、そしてハロイサイトの先駆鉱物であるアロフェンによる放出されたAlの直接の取込みを引き起こすようなミクロな環境条件である。
　過去17万年にわたって形成された、現在の土壌水とハロイサイト間のδ¹⁸O関係が、過去の土壌条件のトレーサーとして使われた。δ¹⁸Oデータ、35万年間の年代シーケンスに沿って観察された鉱物関係、および長期の乾燥状態の野外での証拠と組み合わせた古気候と古土壌条件の復元による結果は、コハラの乾燥側は長い期間の高い降水量により影響を受けたという、それはもっと薄い土壌水を生みそしてそのために鉱物の安定性を変えることが可能であったが、可能性を否定している。我々は、土壌生成作用によるハロイサイトが土壌形成の初期から連続的に生成されてきており、同位体平衡条件下で変わらずに生成したということを、これはハロイサイトのδ¹⁸O組成がその生成の期間の間に今日と同じような古気候条件であったことを意味することを示すが、結論づけている。』

1. Introduction
2. Climate and parent material age
3. Materials, methods, and rationale
　3.1. Chronosequence soil characterization
　　3.1.1. Mineralogy
　　3.1.2. Ionic composition of soil water
　3.2. Soil isotopic analyses
　　3.2.1. Oxygen isotopes in soil environments
　　3.2.2. Soil water
　　3.2.3. Minerals
　　3.2.4. Oxygen isotopic fractionation factor
4. Results
　4.1. Arid soil chronosequence
　4.2. 170 ka site soil profile
　　4.2.1. Mineralogy
　　4.2.2. Soil-water and halloysite oxygen isotope composition
5. Discussion
　5.1. Isotopic equilibrium conditions of halloysite formation
　5.2. Reconstruction of past climate and soil characteristics
　5.3. Hawai'i soils
6. Conclusions
Acknowledgements
References