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Natural systems evidence for the alteration of clay under alkaline conditions; An Example from Searles Lake, California

アルカリ性環境における粘土の変質の自然事例; カリフォルニア州のサールズレーク

Savage, D.*; Benbow, S.*; Watson, C.*; 高瀬 博康*; 小野 香理*; 小田 治恵; 本田 明

Savage, D.*; Benbow, S.*; Watson, C.*; Takase, Hiroyasu*; Ono, Kaori*; Oda, Chie; Honda, Akira

サールズレーク(カリフォルニア州の湖)では、300万年の期間、アルカリ性の条件(pH9からpH10)でスメクタイトを含む泥岩が変質を被ってきた。300万年間に渡る堆積に伴う湖底面の上昇を取り入れながら、この自然事象のシミュレーションを実施した。さらに、シミュレーションでは、過去300万年間の水質の変化,高塩濃度に対応するためのPitzerモデル,堆積後の泥岩の圧密をモデル化して取り込んだ。スメクタイトの溶解速度式としては、スメクタイトの平衡からの離れ具合を反映した2種類の溶解速度式、地下水中のSiの濃度に依存した溶解速度式1種類の合計3種類の溶解速度式を適用した。その結果、サールズレークの現在のスメクタイトの残存量は"Cama-TST"モデルによって最もよく再現された。

Mudstones containing smectite have been altered under mildly alkaline conditions (9 $$<$$ pH $$<$$ 10) at Searles Lake, California over a 3 million-year time period. This natural alteration has been simulated incorporating time-dependent boundary conditions of sedimentation and fluid composition, a Pitzer model for activities of aqueous species, and a coupled hydrogeological model for time-dependent flow in the sediment layers. Kinetic dissolution of detrital smectite under alkaline conditions was described using one of two models based on departure from thermodynamic equilibrium or by an empirical rate dependent upon aqueous Si concentrations. The zonal pattern of smectite dissolution observed at Searles Lake was reproduced reasonably well by the "Cama-TST" model of montmorillonite dissolution. This assessment provides a test of the accuracy and reliability of published data in the application of models of smectite dissolution in the long-term.

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パーセンタイル:30.68

分野:Chemistry, Physical

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