島根大学地球資源環境学研究報告　22，111～120ページ（2003年12月）

Geoscience　Rept．Shimane　Univ．，22，p．111～120（2003）

團　　　　　　Majorandtraceelementabundancesinthe＜180μmfractionsofstreamsediments　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　fromthe　Kando　River，ShimanePrefbcture，JaOan

Edwin　Ortiz＊and　Ba皿y　Roser＊

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Aわstract

　　Sieved　fractions（＜180μm）of86stream　sediment　samples　ffom　active　channels　of　the　Kando　River　and　its　tributaries

in　east　Shimane　Prefecture　were　analyzed　by　X－ray　fluorescence　for　major　elements　and　l4trace　elements．Histograms　of

alldatashowthatdistributions　aregenerallynomalorareright－skewedtoisolatedhighervalues，asistypicalforriver

sediments．Several　elements（e．g．K20，Rb）have　clearly　bimodal　distributions　that　are　related　to　source．There　is　no

evidence　of　anthropogenic　impacts　for　elements　which　could　be　affected，such　as　P205，Cr，Ni　or　Pb．The　results　show

clearcontrasts　in　the　composition　ofsediments　collected　upstream　and　downstream　ofthe　site　ofthe　Shitsumi　dam．Those

upstream　are　more　aluminous，andtendto　have　greaterabundances　ofK20，P205，MnO，Na20，Ba，Ce，Nb，Rb，Th，Y　and

Zr　than　those　downstream．Conversely，Fe203T，TiO2，Sc　and　V　are　generally　more　abundant　in　samples　from　below　the

dam　site．These　contrasts　are　related　to　source　geology，with　the　catchment　above　the　Shitsumi　dam　site　being　dominated

by　granitoids　and　felsic　volcanic　rocks，and　that　below　by　mixed　volcanic　and　sedimentary　rocks　ofthe　Hata，Kawai－Kuri

and　Omori　Formations．The　data　clearly　suggest　that　isolation　ofthe　upstream　granitoid　and　felsic　volcanic　source　terrane

by　clos皿e　of　the　Shitsumi　dam　will　ultimately　lead　to　more　mafic　compositions　in　stream　sediments　in　the　downstream

reaches　of　the　Kando　River．

Key　words：Geochemistry，stream　sediments，＜180μm　fねction，Kando　River，Shimane

lntroduction

　　Studies　of　chemical　compositions　of　river　and　stream

sediments　provide　key　baseline　data　that　can　be　utilized　in　a

variety　of　geological　and　geoenvironmental　studies．This

report　contains　X－ray　fluorescence（XRF）analyses　of　the

＜180μm　fraction　f士om　86　stream　sediment　samples

collected　from　the　catchment　of　the　Kando　River，east

ShimanePrefecture．TheKandocatchmentislocatedSWofIzumo　City，and　has　an　area　of　about448km2（Fig．1）．

Study　of　the　Kando　catchment　is　of　particular　relevance

because　a　high　dam　is　currently　being　constructed　at

Shitsumi．This　structure　will　eventually　isolate　part　of　the

present　catchment　from　the　downstream　areas，thus

modifying　the　volume　and　characteristics　of　sediments

reaching　the　Sea　of　Japan．

　　The　purpose　of　this　paper　is　to　present　the　data　obtained

by　XRF　analysis，and　to　describe　broad　elemental

abundances　and　variations　of　the　fine　fraction　of　sediments

from　the　Kando　River．Further　and　more　detailed　discussion

of　the　results　will　be　published　elsewhere．The　dataset

reported　here　is　intended　to　be　used　as　comparative　baseline

data　for　similar　studies　of　other　river　systems　in　the　central

San－in　district，in　addition　to　acting　as　a　benchmark　for

meas皿ing　future　change　in　the　composition　ofthe　sediment

in　the　Kando　Riveraftercompletion　ofthe　Shitsumi　dam．

＊Dept．ofGeoscience，Shimane　University，Matsue690－8504，Japan

GeologicalOutline

　　Although　the　geology　of　the　Kando　River　catchment　is

locally　complex，at　a　regioml　scale　it　is　relatively　simple．

Bedrock　geology　to　the　south（upstream）of　the　Shitsumi

dam　site　is　domimted　by　largely　Paleogene　to　Cretaceous

granitoids　and　felsic　volcanic　rocks（Fig．1）．The　granitoids

include　　granites，　　granites　　porphyries，　　granodiorites，

ga．bbrOS，qUartZ　diOriteS，and　tOnaliteS，WhereaS　the　VOICaniC

rocks　consist　of　rhyolite　to　dacite　lava　and　pyroclastic　rocks，

and　andesites（EBGMSP，1997）．In　contrast，the　down－

stream　area　to　the　north　is　a　more　complex　assemblage　of

mainly　Miocene　rocks，p血cipally　of　the　Kawai－Kuri，

Omori，Hata，Matsue　and　Fujina　Formations（Fig．1）．These

lithostratigraphic　units　and　their　relations　have　been　the

subject　of　numerous　studies　with　diverse　foci（e．g．

Takayasu，1986；Kano　αα1．1989；1991；1994；1997；

Morita＆Nakayama，1999；Roserαα1．，2001）．Lithotypes

described　in　that　area　are　varied，comprising　basaltic　to

rhyolitic　lavas　and　pyroclastic　rocks，mafic　intrusives，and

locally　derived　sedimentary　rocks，including　sandstones，

conglomerates　and　shales．

　　Several　tributaries　of　the　Kando　River　drain　catchments

consisting　of　dacite　lavas　and　dacite　pyroclastics　from

Mount　Sanbe，located　in　the　westem　central　pa貰of　the

catchment　area．Other　minor　lithotypes　including　alkali

basalt　lava，dolerite，porPhyrite，and　Sangun　Group　basic

and　psammitic　schist　are　scattered　across　the　area．

　　A　significant　contrast　in　source　rock　compositions　thus

exists　between　the　areas　above　and　below　the　dam，in　terms

111

112

Majorandtraceelementabundances　inthe＜180μmfractions　ofstream　sediments

　　　　　　　　　　　　　　from　the　Kando　River，Shimane　Prefecture，Japan

STUDYAREA

6

SEA　OF　JAPAN

MOUNTSANBE

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しEGENDStream

Samplelocation

Fault

Drainage　divide

Quatemary　deposits

M．Sanbe　products

Alkali　basalt　lava

Matsue　Formation

FujinaFormation

Dolerite，Basalt

Rhyolite－dacite

Omori　Fonnation

Kawai－Kuri　Fm

Hata　Fonηation

Granitoids

Volcanic　Rocks

Basic　Schist（Sangun　Gp）

Psammitic　Sch．（Sangしm　Gp

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5Km

Fig．1．Map　showing　thegeneralizeddistribution　oflithotypes　inthecatchmentofthe　Kando　Riverandlocation　ofsample　sites．

　　Geology　based　on　the1：200，000geological　map　of　Shimane　Prefecture（Editorial　Board　of　the　Geological　map　of　Shimane

　　Prefecture，1997）．

Edwin　Ortiz　and　Barry　Roser 113

ofboth　lithotype　and　chemistry．It　is　possible，therefore，that

intermption　of　sediment　flow　down　the　Kando　River　by　the

Shitsumi　dam　will　cause　a　change　in　the　composition　of

both　suspended　sediment（very　fine　sand　to　mud）and

coarser　bedload（coarse　to　fine　sand）in　the　downstream

areas．

Samplingan（l　Sample　Preparation

Fi614Sα脚ling

　　Sampling　was　conducted　on　eight　days　during　autumn

2002（Sept．25，0ct．1，9，23，25，29，Nov．8，12）．On　all

except　one　day　weather　was　fine，and　streams　were　clear

and　low．Rain　fell　on　NOv．8th（samples　K65－77），stream

levels　were　raised　by10－20cm，and　waters　were　slightly

turbid．Samples　were　collected　with　a　plastic　water　scoop，

from　active　channels．Sub－samples　taken　over　a　channel

lengthof20－50mwerecombinedassinglesamplesandstoredinplastic　zip－topbags．Wherepossible，both　sides　of

streams　were　sampled．

　　Samples　sites　were　selected　using　a1：50，000topographic

base　map，to　which　geology　had　been　added　from　the1：

200，000geological　map　of　Shimane　Prefecture（EBGMSP，

1997）．Site　selection　was　based　on　areal　coverage，and　with

the　aim　of　sampling　representative　drainages　containing　the

range　of　lithotypes　seen　in　the　area．A　number　of　samples

were　also　collected　from　the　main　channe1，downstream　to

near　the　mouth　of　the　river．Sample　locations　are　given　in

Figure1，numbered　in　order　ofcollection．

　　Sampling　was　not　possible　at　some　intended　sites　due　to

lack　of　sand　or　silt－sized　materia1，particularly　in　upland

areas．At　a　number　of　localities，samples　could　not　been

taken　exactly　where　desired　due　to　lack　of　access，as　many

smaller　channels　were　fully－confined　by　steep　concrete

walls．In　some　cases　channel　floors　were　also　concreted，and

no　samples　could　be　collected．Lack　of　fines　in　channels

between　successive　dams　or　weirs　at　some　sites　also　meant

that　samples　had　to　be　taken　from　standing　water　behind

these　structures，rather　than　from　freely　flowing　channels．A

total　of86samples　were　collected，representing　a　sampling

density　of　one　sample／5．2km2．This　density　is　considered

acceptable　for　the　nature　of　the　study．

S岬ρ1ερ即α醜ion

　　Bulk　samples　collected　the　day　before　were　placed　in

stainless　trays，and　dried　in　a　drying　cabinet　at80－90℃．

Each　sample　was　then　passed　through　a　stainless　steel　mesh

sieve　to　remove　granules　and　pebbles　coarser　than2mm．

That　fraction　was　weighed　and　retained．The＜2mm

fraction　was　then　weighed．Total　sample　weights　were

generally　between1000and1500g，averaging1235g．The＜2mm　fraction　was　split　into　quarters　or　eighths　using　a

simple　alumina　chute．Depending　on　size　and　silt　content，a

quarter　or　eighth　split（half　for2samples）was　then　hand

sieved　through　an83mesh　stainless　steel　sieve　to　separate

sufficient＜180μmmateria1（c．5－20g）forXRF　analysis．

Onaverage，the＜180μmffactioncomprised13．4％ofthe

materia1＜2mm．Only　in　nine　samples　did　the＜180μm

fraction　comprise30％ormore．

　　The＜180μmf士actionswerethengroundinanautomatic

agate　pestle　and　mortar　for15mimtes，and　a7－8g　sub－

sample　placed　in　glass　vials．These　sub－samples　were　then

dried　at110℃foratleast24hpriorto　detemination　ofloss

on　ignition（LOI）．

AmlyticalMethoαs

　　Gravimetric　LOI　deteminations　were　made　by　weighing

the　dried　samples　into　ceramic　crucibles，followed　by

ignition　in　amuffle　fumace　at1000℃for　atleasttwo　hours．

LOI　was　then　calculated　from　the　net　weight　loss．The

ignited　material　was　then　manually　disaggregated　or　re－

crushed　in　an　agate　pestle　and　mortar，and　retumed　to　a110

℃oven　for　at　least24hours．This　ignited　material　was　used

for　preparation　of　the　fusion　beads　for　X－ray　fluorescence

analysis（anhydrous　basis）．

　　Analyses　of　m句or　elements　and　l4trace　elements（Ba，

Ce，Cr，Ga，Nb，Ni，Pb，Rb，Sc，Sr，Th，V，Y，Zr）were　made

using　a　Rigaku　RIX－2000XRF　at　Shimane　University．All

analyses　were　pe㎡ormed　on　glass　beads　prepared　in　an

automatic　bead　sampler（fusion240seconds，agitation360

seconds），using　an　alkali　flux　comprising80％lithium

tetraborate　and20％1ithium　metaborate，with　a　sample　to

flux　ratio　of　1：2．Analytical　methods，instrumental

conditions　and　cahbration　follow　those　described　by

Kimura　and　Yamada（1996）．Analyses　were　monitored　by

repeat　analyses　of　seven　GSJ　and　USGS　standards，from

new　beads　not　included　in　the　original　calibration．The

results　were　verified　by　cross－calibration　against　the

recommended　values　for　those　seven　standards．Additional

descriptions　ofthe　general　methods　used　are　given　in　Roser

8∫α1．（2000，2001）．

Results　and　Discussion

　　The＜180μmfractionXRFdataarelistedonahydrousbasis　in　Table　1．LOI　contents　were　generally　low　to

moderate（＜10％），but　sporadic　high　values＞10％were

observed，due　to　the　presence　of　significant　quantities　of

organic　matter　in　some　samples．Many　ofthe　samples　with

elevated　LOI　values　were　collected　from　sites　behind　small

dams　or　weirs．Organic　matter　may　be　especially　significant

in　these　samples．This　will　be　verified　by　CHNS　analysis．

However，some　high　values　were　also　recorded　from　open

channel　sites（Table1）．

　　Elemental　abundances　show　considerable　ranges，even

after　nomalization　to100％anhydrous　to　eliminate　the

effect　of　varying　LOI（Table2）．The　average　composition

over　the　entire　suite　is　similar　to　that　of　average　Upper

Continental　Crust，except　for　depletion　in　Nb　and　slight

SaNr　TYPE

Kl

K2K3K4K5K6★

K7K8K9★

K10Kl　l

K12K13☆

K14K15☆

K16K17K18K19K20

K21K22K23K24K25★

K26K27K28K29☆

K30

K31★

K32K33K34K35K36K37K38K39K40

K41K42K43K44K45★

K46K47K48K49K50

MCBMCBMCBAAAAAAA

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBB

Table1．M司orand　traceelementanalyses　ofthe＜180μmfractions，Kando　River（hydrous　basis）．M司orelementvalues　weightpercent，trace　elementvaluesp．p．m．

Sio2 TiO、　Al、0。Fe、0、T　MnO　　MgO　　CaO　　Na、O　　K、O　P、0。 LOl　　　TotaI Ba Ce Cr　　Ga Nb Ni Pb Rb Sc Sr Th

62．93

61．74

63．40

57．59

56，97

55，81

56．03

60．68

53．09

58．03

57．41

61，03

57，39

59，37

54．61

58．04

55．33

59．28

60．53

57．77

57．70

53．29

50．98

62，80

50，56

56．31

47．15

59．29

54．75

54，00

57．12

56，90

56．80

60．20

63，19

64．02

60，11

60．70

59，04

61，88

60．30

59．75

58．60

58．88

56．76

59．21

61．87

60，61

59，97

62．91

1．08

1．06

0，67

1，07

1．54

0．87

1．43

0，66

0，62

0．64

0，84

0，86

0．44

0．82

0．53

1．07

0．51

0．83

0，46

0．93

0，52

0．58

0．40

0，70

0，39

0．55

2．06

0，60

0．66

0．57

0．59

0，53

0．58

0．46

0．38

0．40

0．43

0．93

0．69

0，65

1．00

0．83

0．79

0，81

0．63

0．57

0．95

1．12

1，29

1，33

14．32

15，21

15，77

16，20

14，46

15．37

14．88

16．26

17．86

17．10

16．60

16．39

17．10

15．66

15．20

16．08

20，08

15．86

16．30

15．99

16．22

16．11

15．90

16．42

17．40

18．68

14，28

16．32

16，73

18．06

17．39

16．62

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　　　　　　　　イー　　ー　　イ［，　　イー

V821764999823993447222172495313031135

　212517361673003206606459656176990335

　2231211　11　1121121133221113211113111

Y』232218221817捻恰13朽13232024”17202121伯2022別21柑侶檜202018201919212218

乙592211070585733328613139299832047660

　η2319252116162330颯朽19202923231725142532182015侶”281220恰15伯2816給24

Notes： SaNr＝Sample　number．TYPE＝Catchment　type；A－above　dam　site；B－secondary　drainages　belowdam　site；MCB－main　channel　belowdam　site．

LOI＝loss　on　ignition．Astered　samples　were　collected　from　behind　weirs．

団O∈ぎ○昌一N帥昌O切”塁力OooO【

＝い

116

M勾orandtraceelementabundancesinthe＜180μmffactions　ofstream　sediments

　　　　　　　　　　　from　the　Kando　River，Shimane　Prefecture，Japan

Table2．Summary　statistics　for　all＜180μm　fraction　samples

　　（anhydrous　normalized　data）．Nニ86．

Element　　Mean　　Min　　　Max　　SDp 10

M司りrθ，θmeηfS碑％ノ

Sio、

Tio、

Al，O，

Fe、O、T

MnOMgOCaONa、O

K，O

P、O，

64．23

0，92

17，43

8．04

0，24

1．30

2，83

2．70

2．14

0，18

πaoe　e，θmθηfsρρmク

50．63

0．39

14．67

3．98

0．10

0．85

1．62

1．49

1，18

0，11

324．5

33．0

10．8

15．1

　　5．2

　　7．9

　　5．0

34．4

　　6．7

182．9

　　2，4

49，9

11．6

136．3

69．89

2．21

22，20

22，60

0．75

2．06

5，06

4，01

3．55

0．42

614．2

132，0

141．3

　　23．5

　　23，9

　　63．6

　　42，7

129．1

　　23．7

828，2

　　30．7

470．5

　　46，8

1762．7

2．46

0．35

1，58

2．53

0．11

0．20

0．68

0，59

0，50

0．06

61，1

20，4

23．9

　　1．3

　　2．7

12，8

　　7．3

23，9

　　4，3

142．2

　　5．1

83，4

　　6，4

196，1

1

0．1

0．01

Kando　Riverく180岬average／UCC

aerabibbCrh　　r

BCCGNNPRSSTVYZ

422．7

60，9

45．1

19，7

　　9，1

23．1

21．3

75，7

14，7

349．6

10．1

172．1

23．6

275．7

MinimumMaximumPopulation　standard　deviation

Nb　Pb　U　K　Ca　Zr　Th　Na　Sr　Rb　M◎La　Ce　Si　Al　Ba　Sc　Y　FもTi　Ni　Cr　V

Fig．2．Multi－element　plot　showing　the　average　composition

　　（anhydrous　normalized）of　the＜180μm　fractions　from　the

　　Kando　River（data　from　Table2）normalized　against　the　Upper

　　Continental　Crust（UCC）averageofTaylor＆McLennan（1985）．

　　Elements　are　arranged　from　left　to　right　in　order　of　increasing

　　normalized　abundancein　average　Mesozoic－Cenozoic　greywacke

　　（Condie1993）relative　to　UCC，following　the　methodology　of

　　Dinelliαα1．（1999）．The　m句or　elements　are　normalized　as

　　oxides．

Min

MaxSDp

enrichment　in　Zr（Fig．2）．The　largest　departure　from　UCC

composition　is　seen　among　the　elements　linked　with　mafic

minerals　phases　or　mafic　igneous　detritus，which　increase

fromleftto　rightin　the　segment　Sc－V．

　　Histograms　of　anhydrous－no㎜alized　major　element

abundances　show　the　data　for　a　number　of　elements（SiO2

（Fig．3a），Fe203T，MnO，P205）resemble　normal　distribu－

tions，but　all　show　some　anomalous　values．One　sample

（K27）has　very　low　SiO2（50．63％），which　is　caused　by

marked　enrichment　in　Fe203T（22．60％），TiO2（2．21％），and

MnO（0．46％），presumably　through　Fe－Ti－Mn　oxide　heavy

mineral　concentration　or　authigenic　crust　materia1．MnO

（Fig．3b）and　TiO2are　strongly　skewed　to　higher　values，as

is　P205．The　distribution　ofK20is　clearly　bimoda1（Fig．3c）；

this　may　also　be　the　case　forMgO　and　CaO．A1203（Fig．3d）

and　Na20　contents　show　considerable　variation，with

polymodal　distributions　and　skew　to　highervalues．

　　Among　the　trace　elements，two　elements（Ba（Fig．4a），

Pb）show　relatively　normal　distributions，with　little

evidence　of　skewing　or　anomalous　values．The　remainder

show　moderate　or　marked　skew　to　higher　values．This　is

mostpronounced　forCe，Cr，Ni，Th，V，and　Zr（Fig．4b），for

which　a　small　number　of　samples　have　contents　more　than

two　standard　deviations　from　the　mean．The　most

anomalous　values　forZr（1762ppm），V（471ppm），Ce（132

ppm）are　seen　in　sample　K27，which　also　has　the　extreme

values　ofFe，Ti　andMn，as　noted　above．The　distribution　of

the　Rb　data　is　clearly　bimoda1（Fig4c），with　the　two　modes

split　almost　equally　about　the　mean．Weak　tendency　for

polymodality　is　also　seen　in　the　Ga（Fig．4d），Nb，and　Sr

distributions．

　　The　results　of　this　study　provide　baseline　data　for　the

＜180μm　fraction　of　stream　sediments　from　the　Kando

River．The　generally　norma1，right－skewed　distributions　are

typical　offfactions　taken　from　river　sediments．Most　ofthe

elements　analyzed　to　date　are　not　prone　to　m句or

disturbances　from　anthropogenic　so皿ces，with　the　possible

exception　of　P205（from　fertilizer），and　metallic　elements

such　as　Cr，Ni，and　Pb．The　abundances　of　all　four　of　these

elements　are　unexceptiona1，and　hence　there　is　no　clear

evidence　of　influence　from　human　activity．　The

compositions　observed　thus　primarily　reflect　that　of　the

source　rock　types，and　of　the　soils　developed　on　them．

Skewed　distributions　are　predictable，as　are　occasional

anomalous　values　exceeding　two　standard　deviations　from

the　mean．In　this　case，anomalous　values　ofFe，Mn，Ti，Ce，

Cr，Ni，Th，V，Y　and　Zr　are　most　likely　due　to

concentrations　ofhigh－density　accessory　minerals．Probable

phases　involved　include　the　Fe－Ti　oxides　which　formed　the

basis　ofthe　historic　iron　industry　in　the　area（Fe，Ti，Cr，Ni，

V），fragments　of　authigenic　or　pedogenic　Fe－Mn　oxide

coatings，and　heavy　minerals　such　as　zircon　and　apatite（Ce，

Th，Y，Zr）that　occur　in　the　granitoids．High　values　for　each

ofthese　groups　are　commonly　contained　in　single　samples。

　　Heavy　mineral　concentration　cannot，however，explain

Edwin　Ortiz　and　Ban甲Roser 117

25

20　　　　『「）　　　　　　　　　0

　　　　イー　　　　　　　　　　　　　　　－

のΦ五E田も」2EコZ

5

0

（a）Sio2

Mean64．23

Min50．63

Max69．89

Std　Dev2．46

2sd

x

50　　　52　　　54　　　56　　　58　　　60　　　62　　　64　　　66　　　68　　　70

25

20

15

10

5

x

2sd

（b）MnO

Mean　O．24

Min　O．10

Max　O．75

Std　Dev　O．11

0．04　　0．12　　0．20　　0．28　　0．36　　0．44　　0，52　　0．60　　0．68　　0．76

0

25

20

　　　　5　　　　　　　　　0

　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　1

のΦ五∈霧ち」2∈コZ 5

0

0

（c）K20

Mean2．14

Min1．18

Max3．55

Std　De》0．50

x

2sd

．6　　　　1，0　　　　1．4　　　　1，8　　　　2．2　　　　2．6　　　　3．0　　　　3，4　　　　3．8

　　　　　　　　　　　wt％oxide

25

20

15

10

5

x

（d）A1203

Mean17．43

Min14．67

Max22．2

Std　Dev1．58

2sd

　14　　　15　　　16　　　17　　　18　　　19　　　20　　　21　　　22　　　23

　　　　　　　　　　　　wt％oxide

O

Fig．3．Examples　of　histograms　of　m勾or　element　abundances（anhydrous　normalized　data）in　the＜180

　　μm　fraction，Kando　River．Min＝minimum；Max＝maximum；Std　Dev＝standard　deviation；vertical

　　bar　x＝mean；horizontal　bar（2sd）ニ±2standard　deviations　from　the　mean．（a）SiO2－no㎜al

　　distribution；（b）MnO－skewed　to　higher　values；（c）K20－bimoda1；（d）A1203－considerable　variation

　　with　polymodality　and　skew　to　higher　values．

the　tendency　forbimodality　seen　for　some　elements，such　as

Mg，K，Ga，and　Rb，which　are　nomally　concentrated　in

clays　or　low－density　silicate　phases．Such　elements　are　more

likely　to　be　controlled　by　the　composition　of　so皿ce

lithotypes．The　Kando　catchment　is　almost　equally　divided

between　Paleogene　to　Cretaceous　granitoids　and　felsic

volcanics　in　the　south，and　a　mixed　assemblage　of　Hata，

Kawai－Kuri　and　Omori　Formation　volcanics　and　sediments

in　the　north，along　with　small　amounts　of　mafic　rocks．

Consequently，the　watershed　above　the　new　dam　site　is

primarily　felsic，and　that　below　somewhat　more　mafic．As　a

first　step　in　examining　the　influence　of　so皿ce　rock

lithotype，we　have　divided　the　sample　sites　into　three

categories：

（1）．Sites　above　the　dam　site（all　sites　upstream　of　Site3），

　　　　representing　the　total　catchment　forthe　new　dam．

（2）．Mainchannel　sitesbelowthedam　site（3，63，64，2，66，

　　　　65，68，1，79，82，83，84－86），which　now　carry

　　　　granitoid－derived　material　originating　from　above　site

　　　　3，and　material　from　secondary　catchments　below　the

　　　　dam　site．

（3）．Secondary　drainages　below　the　dam　site．These

catchments　will　form　the　main　source　of　sediment　after

completion　ofthe　dam．

　　Simple　element－A1203　variation　diagrams　reveal

significant　differences　in　the　chemistry　of　the　samples　in

each　category．The　first　feat皿e　ofthe　m勾or　elements　is　that

the＜180μm　fractions　above　the　dam　site　are　generally

more　aluminous（＞17wt％）than　those　in　the　main　channel

or　in　the　secondary　drainages　below　the　dam　site（Fig．5）．

Althoughthere　is　littledifferenceinCaO（Fig．5a）andMgO

between　the　three　categories，some　contrasts　are　evident　for

the　remaining　major　elements，although　overlap　is

considerable．Fe203T（Fig．5b），TiO2，and　to　a　lesser　extent

SiO2are　generally　more　abundant　in　samples　from　below

the　dam　site，especially　when　A1203contents　are　low（＜

17％）．Main　channel　samples　below　site3tend　to　have

intermediate　values．In　contrast，K20，P205（Fig．5c；d），

MnO　and　to　some　extent　Na20show　greater　values　above

thedam　site．Mainchannel　samples　are　againintermediate．

　　Trace　element　abundances　also　show　some　clear　contrasts

between　the　groups．Th，Rb（Fig．6a；b），Ba，Ce，Nb，Y　and

Zr　show　clear　enrichment　in　the　fractions　collected　above

118

M勾orandtraceelementabundancesinthe＜180μmfractionsofstreamsediments

　　　　　　　　　　　　　　丘om　the　Kando　River，Shimane　Prefecture，Japan

25

20

　　　　5　　　　　　　　　　0

　　　　1　　　　　　　　　　　　　1

のΦ五E⑩29＄∈コZ

5

0

（a）Ba

Mean423

Min325Max614

Std　De〉61

x

2sd

450　　　　500　　　550　　　600　　　650

30

25

20

15

10

5

0

x

1 （b）Zr

Mean276

Min136Max1763

Std　Dev196

25d

250 300 350　　400 0 200　　　400　　　600　　　800　　1000　　1200　　1400　　1600　　1800

25

20

　　　　5　　　　　　　　　0

　　　　イー　　　　　　　　　　　　　－

ωΦ五∈0222∈コZ

5

（c）Rb

Mean76

Min34Max129

Std　Dev24

x

2sd

25

20

15

10

5

x

（d）Ga

Mean19．7

Min15．1

Max23，5

Std　Dev1．3

2sd

　　　　2030405060708090100110120130　　1415161718192021222324　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ppm　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ppm

Fig．4．Examples　ofhistograms　oftrace　element　abundances（anhydrous　normalized　data）in　the＜180，αm

　　fraction，Kando　River．Min＝minimum；Max＝maximum；Std　Dev＝standard　deviation；vertical　barx

　　＝mean；horizontal　bar（2sd）＝±2standard　deviations　from　the　mean．（a）Ba＆nd（b）Zr－relatively

nomaldistributionswithskewtohighervalues；（c）Rb－bimodal；（d）Ga－polymodaL

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　o　　　O

6

」冊　　　　　　　　　　　　　　【∠

Φ窟×O雷峯

　140

（a）CaO

●▲

●●●

●　aboveO　MC　beIow▲　beIow

　　　　　　　ム　　　　　　　　　ム　　　　　　　ム

羅鰍：…皇二3●●

　　　▲　　　　　　　○　　　　　●L　　　　●▲　　　　　●　　　　　●▲▲　▲　　　▲　　　▲

16 18 20 22 24

16

12

8

4

　140

（b）Fe203T　　▲　　　●

　　　●　　　　　　▲

ム　　　　　　　　　　

▲8　あ　　鬼　　　o▲▲幽8

卜難い㍗．　　　　　　　　　▲●●

16 18 20 22 24

4

　　　　　2

Φロ×Oま崖

　140

（c）K20

　　　　　　　　　　　

、よ．：纏3

▲免』鬼籔　　　　　　　　▲　▲　▲▲

●

　　●

　●

　、

　●

▲●，　

3

●

▲

▲　　　▲

16 り　　　　　　　　　

wt％AI20322 24

0．4

0．2

0．0

（d〉P205♂

　　　　●

　●

　　▲

　　　●　

▲

●　　　　▲

　も●●

8　　▲

　　　　　▲

　　●

　●●　▲

．確蒙

　　

@副畢

　　　　●O▲

　　　　●　▲

　　　　　▲

　　　　　　Oo

　　　　　▲▲

14 16 ま　　　　　　　　

wt％A120322 24

Fig．5．Examples　ofmajor　element－A1203variations　in　the＜180μm　fraction（anhydrous　no㎝alized　data），

　　Kando　River，according　to　position　w童th　respect　to　the　dam　site．MC　below＝main　channel　below　the

　　dam　site．（a）CaO－little　difference　between　groups；（b）Fe203T－greater　abundances　in　samples　fヤom

　　below　the　dam　site；（c）K20and（d）P205－greater　abundances　in　samples　from　above　the　dam　site．

Edwin　Ortiz　and　Barry　Roser 119

40

30

∈Ω．20α

10

　140

（a）Th

●

●　aboveO　MC　bebw▲　beIow

　　　　　　　　　●

　　　　　　　●　　　　　　　　　　　　　●

　　●　　　　　　　●　　　　　　　　　●　　　　　　　　　　　　　　ひ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

。懲＝㌻●・▲く～垂尾鱒、　▲▲

　　　　　　▲

16 18 20 22 24

120

80

40

　140

　　　●

　●

　　　●　　　　▲

　●　

　●　　　▲

　▲●

●　●0

　　●　●▲

●　　　　▲

　　　●●　　　▲

％％電．。翫滞へ

　　　象。庵

b●　　∬▲▲亀

R●　o　▲

）　　　

●　▲

b　▲　も　▲

（　　　　▲

▲

40 30

16

30

∈Ω．20α

10

18 20 22 24

（c）Sc

　　　　▲集　　▲　　　　　　　　へ▲　▲

　▲▲塗　　　　　　　　　▲

全輝凝．3：．‘．・

　　　　　　　ひ馨●▲・8

20

（d）Ga

　　●　　　　▲　　　　　　2

、δ、：蕊齢2・・．

q　▲　　　　　　　　　　　●

●

●

　　　　　て　　　　　　　　　　ね　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 て　　　　　て　　　　　り　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　wt％A1203　　　　　　　　　　　　wt％A1203

Fig．6．Examplesoftraceelement－A1203vari＆tionsinthe＜180μmffaction（anhydrousnormalizeddata），

　Kando　River，according　to　position　with　respect　to　the　dam　site．MC　below＝main　chamel　below　the

　dam　site．（a）Th　and（b）Rb－greater　abundances　in　samples　ffom　above　the　dam　site；（c）Sc－greater

　abundances　in　samples　ffom　below　the　dam　site；（d）Ga－little　difference　between　groups．

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　10　　　　0

the　dam　site．This　association　of　elements　is　compatible

with　the　granitoid　and　felsic　volcanic　source　at　these　sites，

and　the　greater　concentration　of　K20in　the　samples　of　this

group．Contents　of　Cr，Ni，and　Sr　also　tend　to　be　a　little

greater　in　that　group，but　the　distinction　is　not　as　clear－cut．

In　the　secondary　drainages　below　the　dam　site，Sc（Fig．6c）

and　V　abundances　are　clearly　greater　than　those　above　the

dam　site　or　in　the　main　channe1，consistent　with　their

enrichment　in　Fe203T　and　TiO2．Only　Ga（Fig．6d）and　Pb

show　little　contrast　between　the　three　groups．

　　In　all　the　variation　diagrams，samples　from　the　main

channel　fall　between　the　distributions　of　those　from　above

and　below　the　dam　site．This　reflects　mixing　of　detritus

derived　from　the　lithologically　varied　catchments　in　the

lower　area　with　granitoid－felsic　volcanic　detritus　derived

from　upstream．This　and　the　clear　associations　of　elements

with　each　group　suggest　that　source　lithotype　is　the　main

determinant　ofbulk　composition．

Conclusions

　　Bulk　chemical　compositions　of＜180μm　fractions　in

sediments　from　the　Kando　River　and　its　tributaries　reflect

thenatureoftheirsourcelithotypes．Aclearcontrastin

composition　exists　between　sediments　derived　from

granitoids　and　felsic　volcanics　in　the　south（upstream　of　the

Shitsumi　dam　site）with　those　from　more　varied　and　more

mafic　lithotypes（Hata，Kawai－Kuri　and　Omori　Formations）

in　the　north．Isolation　of　the　felsic　catchments　in　the　south

by　completion　ofthe　Shitsumi　dam　will　inevitably　lead　to　a

shift　in　the　composition　of　sediments　in　the　Kando　River

below　the　dam　site，toward　a　more　mafic　character．

Acknowle“gements

　　This　work　was　part　of　a　collaborative　project　with　The

Tokuoka　Laboratory　for　Study　of　Brackish　Water

Environments，Matsue．Our　thanks　to　Takao　Tokuoka　for

suggesting　the　project　and　for　facilitating　it，and　to　Masami

Saito　（Tokuoka　Laboratory）　for　her　help　with

administration．We　are　also　grateful　to　Miwa　Akashi　and

Minoru　Oono　of　Takeshita　Engineering　Consultant　Co．for

their　invaluable　assistance　during　field　work．

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120

Majorandtraceelementabundances　in　the＜180μmfractions　ofstream　sediments

　　　　　　　from　the　Kando　River，Shimane　Prelect皿e，Japan

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In　Japanese，English　abstract　or　summary＊

（Received：Oct．31，2003，Accepted：Dec．12，2003）

（要　旨）

エドウィン・オルティス、パリー・P・ロザー、2003、島根県神戸川における＜180μm画分河川堆

積物の主成分微量成分組成，島根大学地球資源環境学報告，22，111－120．

　　神戸川とその支流から86の堆積物試料を採取し，180μm画分を篩い分けてXRF分析を行った．

　全体の組成は河川堆積物に特徴的な元素分布を示すが，K，0やRbについてはバイモーダルな分布

　を示した．組成は志津見ダムの上流と下流で顕著な差を示す．下流の組成はより塩基性成分が卓越

　することを示している．このダムの上流には酸性の珪長質岩が分布し，下流には波多・川合一久利，

　大森層の中性火山岩が露出する．志津見ダムによって上流の酸性火山岩フラックスが下流で妨げら

　れていることが，下流域の塩基性成分の富化の原因であると結論づけられる．