Selvaraj & Chen(2006)による〔『Moderate chemical weathering of subtropical Taiwan: Constraints from solid-phase geochemistry of sediments and sedimentary rocks』(101p)から〕

『亜熱帯の台湾における穏やかな化学風化作用:堆積物および堆積岩の固相の地球化学的性質からの制約』


Abstract
 The well-known earthquake-and-storm-triggered extremely high physical weathering rate in Taiwan is consistent with present geochemical studies of sediments from different subenvironments (offshore, coastal, river, and lake) and sedimentary rocks of different geological ages, indicating a moderate chemical weathering condition. Major and trace element concentrations normalized to the average upper crust of Yangtze Craton show that the sediments and the average composition of sedimentary rocks of Taiwan are depleted in Ca, Mg, Na, and Sr, enriched in Rb and Zr, and unchanged with respect to K, indicating their moderately altered nature. The mean chemical index of alteration (CIA; 71-75) and plagioclase index of alteration (PIA; 81-86) values of coastal and offshore sediments reveal the sediments' derivation from sedimentary rocks by moderate silicate chemical weathering processes. The mean CIA value (62) of sedimentary rocks of Taiwan is similar to that for Chinese sediment (61), further confirming the above inference. A-CN-K, (A-K)-C-N, and A-CNK-FM plots (A=Al2O3; C=CaO; N=Na2O; K=K2O; F=FeOT; M=MgO) also confirm that the sediments and sedimentary rocks in Taiwan have undergone moderate silicate weathering, an interpretation consistent with CIA and PIA values. The plots also indicate the presence of illite, chlorite, and a subordinate amount of unaltered feldspars in sediments and sedimentary rocks, which are indicative of the physically weathered and/or moderately chemically altered nature of sediments. The dominance of illite, chlorite, and unaltered feldspars as inferred from geochemical data suggests that the immature nature of sediments and sedimentary rocks is probably a result of low residence times in the source region or river basin and quick removal of materials from the soil profile by steep, mountainous rivers (physical weathering dominates). Elemental ratios such as Rb/Sr, K/Rb, molar K/Na, and Al/Na are close to crustal values. Average shale and river particulates such as those from the Yellow River also indicate moderate chemical weathering conditions for sediments and sedimentary rocks, except for high alpine lake sediments, where the prevailing extreme chemical weathering condition over erosion is clearly differentiated by higher CIA (80-84) and PIA (92-96) values and by their positions on triangular plots. These inferences have also been illustratively corroborated by scatter plots of data such as Rb/Sr versus molar K/Na, and Al/Na versus CIA. Additional evidence from published sources noted here also favors moderate chemical weathering conditions for Taiwan. Geochemical variation of offshore, coastal, and river sediments is mainly controlled by non-steady state weathering dominated by erosion. Steady state weathering, however, seems to produce highly weathered sediments in the alpine region of Taiwan.』

要旨
 台湾でよく知られた地震と嵐に誘発された極端に高い物理風化速度は、穏やかな化学風化条件を示す異なる環境(沖合い、沿岸、河川、および湖)からの堆積物および異なる地質時代の堆積岩についての地球化学的な本研究と一致する。揚子江クラトンの平均上部地殻に標準化された主要および微量元素濃度は、台湾の堆積物と堆積岩の平均組成はCa・Mg・Na・Srに不足し、Rb・Zrに富み、Kについては変わらず、それらが穏やかに変質した性質を示すことを表わしている。沿岸と沖合い堆積物の平均化学変質指標(CIA;71-75)と斜長石変質指標(PIA;81-86)の値は、穏やかな珪酸塩化学風化過程による堆積岩からの堆積物由来物を表わす。台湾の堆積岩の平均CIA値(62)は中国の堆積物の値(61)に似ており、上記の推測をさらに裏づける。A-CN-K、(A-K)-C-N、およびA-CNK-FMプロット(A=Al2O3;C=CaO;N=Na2O;K=K2O;F=FeOT;M=MgO)も、台湾の堆積物と堆積岩が穏やかな珪酸塩風化をこうむったといCIAとPIA値に一致する解釈を裏づけている。プロットはまた、堆積物と堆積岩中にイライト・緑泥石・付随的な量の未変質長石が存在することを示し、このことは堆積物の物理的風化および/または穏やかに化学変質した性質を表わす。地球化学データから推定されるようなイライト・緑泥石・未変質長石が支配的であることは、堆積物と堆積岩の未成熟な性質はおそらく供給源地域ないし河川流域での短い滞留時間と、険しい山地河川による土壌断面からの物質の急速な移動(物理風化が支配的)の結果であることを示している。Rb/Sr、K/Rb、モルK/Na、およびAl/Naのような元素比は地殻の値に近い。黄河からのもののような平均頁岩と河川微粒子も、浸食の間に支配的である極端な化学風化条件がCIA(80-84)とPIA(92-96)の高い値および三角プロットでのそれらの位置によってはっきり区別されるような高山湖堆積物を除き、堆積物と堆積岩に対して穏やかな化学風化条件を示す。これらの推論はまた、Rb/Sr−分子K/NaおよびAl/Na−CIAのようなデータの撒布図によって実例的に裏づけられている。ここに記した文献からのさらなる証拠も、台湾について穏やかな化学風化条件であることを支持している。沖合い・沿岸・河川の堆積物の地球化学的変動は、浸食に支配された非定常状態風化作用によって主にコントロールされる。しかし、定常状態風化作用は台湾の高山地域で強く風化された堆積物を生成すると思われる。』

Introduction
Methodology
Sediment composition
Silicate weathering: Geochemical indicators and triangular plots
Large-ion lithophile elements: Rb, Sr, K, and Na
Consequences of erosion and chemical weathering
Conclusions
Acknowledgments
References cited


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