所属
学術研究院先鋭研究領域（惑星物質） 教授
職名
教授
外部リンク
マキシマ アキオ
牧嶋 昭夫
MAKISHIMA Akio
研究キーワード
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analytical chemistry
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geochemistry
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生体物質分析化学
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質量分析学
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分析化学
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地球化学
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metallomics
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inorganic mass spectrometry
研究分野
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ライフサイエンス / 人体病理学
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自然科学一般 / 宇宙惑星科学
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ナノテク・材料 / 分析化学
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自然科学一般 / 固体地球科学
学歴
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東京大学
1985年4月 - 1987年3月
国名： 日本国
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東京大学 Faculty of Science Department of Chemistry
1981年4月 - 1985年3月
国名： 日本国
-
東京大学 PhD
1993年1月
経歴
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岡山大学 惑星物質研究所 教授
2005年4月 - 現在
国名：日本国
-
オックスフォード大学 地球惑星科学科 客員研究員
2000年2月 - 2000年12月
国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)
-
岡山大学 固体地球研究センター 助教授
1996年4月 - 2005年3月
国名：日本国
-
岡山大学 地球内部研究センター 助手
1989年1月 - 1996年3月
国名：日本国
-
新日本製鐵（株)第一技術研究所 研究員
1986年4月 - 1988年12月
国名：日本国
所属学協会
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アメリカ化学会
2009年3月 - 現在
委員歴
-
岡山大学 自然科学研究科 地球物質科学専攻 専攻長
2007年4月 - 2013年9月
団体区分：その他
論文
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Trace element and isotopic geochemistry of Cretaceous magmatism in NE Asia: Spatial zonation, temporal evolution, and tectonic controls 査読
Petr L. Tikhomirov, Elena A. Kalinina, Takuya Moriguti, Akio Makishima, Katsura Kobayashi, Eizo Nakamura
Lithos 264 453 - 471 2016年11月
-
High-resolution MC-ICPMS employing amplifiers with a 10 12 ohm resistor for bulk sulfur determination in biological and geological samples 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 27 ( 5 ) 891 - 895 2012年5月
-
The Cretaceous Okhotsk-Chukotka Volcanic Belt (NE Russia): Geology, geochronology, magma output rates, and implications on the genesis of silicic LIPs 査読
P. L. Tikhomirov, E. A. Kalinina, T. Moriguti, A. Makishima, K. Kobayashi, Yu I. Cherepanova, E. Nakamura
Journal of Volcanology and Geothermal Research 221-222 14 - 32 2012年4月
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Space environment of an asteroid preserved on micrograins returned by the Hayabusa spacecraft 査読
Eizo Nakamura, Akio Makishima, Takuya Moriguti, Katsura Kobayashi, Ryoji Tanaka, Tak Kunihiro, Tatsuki Tsujimori, Chie Sakaguchi, Hiroshi Kitagawa, Tsutomu Ota, Yusuke Yachi, Toru Yada, Masanao Abe, Akio Fujimura, Munetaka Ueno, Toshifumi Mukai, Makoto Yoshikawa, Jun'ichiro Kawaguchi
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109 ( 11 ) E624 - E629 2012年3月
-
Simultaneous Determination of Cd, In, Tl and Bi by Isotope Dilution-Internal Standardisation ICP-QMS with Corrections Using Externally Measured MoO+/Mo+ Ratios 査読
Akio Makishima, Hiroshi Kitagawa, Eizo Nakamura
Geostandards and Geoanalytical Research 35 ( 1 ) 57 - 67 2011年3月
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Precise isotopic determination of Hf and Pb at sub-nano gram levels by MC-ICP-MS employing a newly designed sample cone and a pre-amplifier with a 1012 ohm register 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 25 ( 11 ) 1712 - 1716 2010年11月
-
Chromium isotope systematics of achondrites: Chronology and isotopic heterogeneity of the inner solar system bodies 査読
Akane Yamakawa, Katsuyuki Yamashita, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Astrophysical Journal 720 ( 1 ) 150 - 154 2010年9月
-
Determination of Fluorine and Chlorine by Pyrohydrolysis and Ion Chromatography: Comparison with Alkaline Fusion Digestion and Ion Chromatography 査読
Qiaoyun Wang, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geostandards and Geoanalytical Research 34 ( 2 ) 175 - 183 2010年6月
-
Precise elemental and isotopic analyses in silicate samples employing ICP-MS: Application of hydrofluoric acid solution and analytical techniques 招待 査読
Akio Makishima, Ryoji Tanaka, Eizo Nakamura
Analytical Sciences 25 ( 10 ) 1181 - 1187 2009年10月
-
Determination of Ge, As, Se and Te in silicate samples using isotope dilution-internal standardisation octopole reaction cell ICP-QMS by normal sample nebulisation 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geostandards and Geoanalytical Research 33 ( 3 ) 369 - 384 2009年9月
-
Accumulation of radium in ferruginous protein bodies formed in lung tissue: Association of resulting radiation hotspots with malignant mesothelioma and other malignancies 査読
Eizo Nakamura, Akio Makishima, Kyoko Hagino, Kazunori Okabe
Proceedings of the Japan Academy Series B: Physical and Biological Sciences 85 ( 7 ) 229 - 239 2009年7月
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Comprehensive analysis for major, minor and trace element contents and Sr-Nd-Pb-Hf isotope ratios in sediment reference materials, JSd-1 and MAG-1 査読
B. Nagender Nath, Akio Makishima, Janine Noordmann, Ryoji Tanaka, Eizo Nakamura
Geochemical Journal 43 ( 3 ) 207 - 216 2009年
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Highly unradiogenic lead isotope ratios from the horoman peridotite in japan 査読
Sanjeewa P.K. Malaviarachchi, Akio Makishima, Masaaki Tanimoto, Takeshi Kuritani, Eizo Nakamura
Nature Geoscience 1 ( 12 ) 859 - 863 2008年12月
-
Multiple pulses of the mantle plume: Evidence from tertiary icelandic lavas 査読
Hiroshi Kitagawa, Katsura Kobayashi, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Petrology 49 ( 7 ) 1365 - 1396 2008年7月
-
Hawaiian double volcanic chain triggered by an episodic involvement of recycled material: Constraints from temporal Sr-Nd-Hf-Pb isotopic trend of the Loa-type volcanoes 査読
Ryoji Tanaka, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Earth and Planetary Science Letters 265 ( 3-4 ) 450 - 465 2008年1月
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New sequential separation procedure for Sr, Nd and Pb isotope ratio measurement in geological material using MC-ICP-MS and TIMS 査読
Akio Makishima, B. Nagender Nath, Eizo Nakamura
Geochemical Journal 42 ( 3 ) 237 - 246 2008年
-
New preconcentration technique of Zr, Nb, Mo, Hf, Ta and W employing coprecipitation with Ti compounds: Its application to Lu-Hf system and sequential Pb-Sr-Nd-Sm separation 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geochemical Journal 42 ( 2 ) 199 - 206 2008年
-
Precise measurement of 228Ra/226Ra for 226Ra determination employing total integration and simultaneous 228Th correction by multicollector ICP-MS using multiple ion counters 査読
Akio Makishima, Takele A. Chekol, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 23 ( 8 ) 1102 - 1107 2008年
-
Ancient recycled crust beneath the Ontong Java Plateau: Isotopic evidence from the garnet clinopyroxenite xenoliths, Malaita, Solomon Islands 査読
Akira Ishikawa, Takeshi Kuritani, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Earth and Planetary Science Letters 259 ( 1-2 ) 134 - 148 2007年7月
-
Coprecipitation of Ti, Mo, Sn and Sb with fluorides and application to determination of B, Ti, Zr, Nb, Mo, Sn, Sb, Hf and Ta by ICP-MS 査読
Yinghuai Lu, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Chemical Geology 236 ( 1-2 ) 13 - 26 2007年1月
-
Precise determination of Pb isotope ratios by simple double spike MC-ICP-MS technique without Tl addition 査読
Akio Makishima, B. Nagender Nath, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 22 ( 4 ) 407 - 410 2007年
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Accurate determination of 234U/238U and 230Th/232Th for U-Th disequilibria studies by MC-ICP-MS with simple bracketing 査読
Akio Makishima, Takele A. Chekol, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 22 ( 11 ) 1383 - 1389 2007年
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Purification of Hf in silicate materials using extraction chromatographic resin, and its application to precise determination of 176Hf/ 177Hf by MC-ICP-MS with 179Hf spike 査読
Yinghuai Lu, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 22 ( 1 ) 69 - 76 2007年
-
Determination of Os and Re isotope ratios at subpicogram levels using MC-ICPMS with solution nebulization and multiple ion counting 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Analytical Chemistry 78 ( 11 ) 3794 - 3799 2006年6月
-
Determination of major, minor and trace elements in silicate samples by ICP-QMS and ICP-SFMS applying isotope dilution-internal standardisation (ID-IS) and multi-stage internal standardisation 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
GEOSTANDARDS AND GEOANALYTICAL RESEARCH 30 ( 3 ) 245 - 271 2006年
-
Mg and Ca isotope fractionation during CaCO <inf>3</inf> biomineralisation 査読
Veronica T.C. Chang, R. J.P. Williams, Akio Makishima, Nick S. Belshawl, R. Keith O'Nions
Biochemical and Biophysical Research Communications 323 ( 1 ) 79 - 85 2004年10月
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Tanaka R, Kitagawa H, Makishima A, Nakamura E
Geochimica Et Cosmochimica Acta 67 ( 18 ) A475 - 1463 2003年
-
Purification of Mg from low-Mg biogenic carbonates for isotope ratio determination using multiple collector ICP-MS 査読
Veronica T.C. Chang, Akio Makishima, Nick S. Belshaw, R. Keith O'Nions
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 18 ( 4 ) 296 - 301 2003年
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Suppression of Zr, Nb, Hf and Ta coprecipitation in fluoride compounds for determination in Ca-rich materials 査読
Ryoji Tanaka, Akio Makishima, Hiroshi Kitagawa, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 18 ( 12 ) 1458 - 1463 2003年
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High precision measurement of titanium isotope ratios by plasma source mass spectrometry 査読
X. K. Zhu, A. Makishima, Y. Guo, N. S. Belshaw, R. K. O'Nions
International Journal of Mass Spectrometry 220 ( 1 ) 21 - 29 2002年9月
-
Separation of titanium from silicates for isotopic ratio determination using multiple collector ICP-MS 査読
Akio Makishima, Xiang Kun Zhu, Nick S. Belshaw, R. Keith O'Nions
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 17 ( 10 ) 1290 - 1294 2002年
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A group separation method for ruthenium, palladium, rhenium, osmium, iridium, and platinum using their bromo complexes and an anion exchange resin 査読
A. Makishima, M. Nakanishi, E. Nakamura
Analytical Chemistry 73 ( 21 ) 5240 - 5246 2001年11月
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Determination of total sulfur at microgram per gram levels in geological materials by oxidation of sulfur into sulfate with in situ generation of bromine using isotope dilution high-resolution ICPMS 査読
A. Makishima, E. Nakamura
Analytical Chemistry 73 ( 11 ) 2547 - 2553 2001年6月
-
Precise analysis of 234U/238U ratio using UO<inf>2</inf>+ ion with thermal ionization mass spectrometry for natural samples 査読
Tetsuya Yokoyama, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Chemical Geology 181 ( 1-4 ) 1 - 12 2001年
-
Evaluation of the coprecipitation of incompatible trace elements with fluoride during silicate rock dissolution by acid digestion 査読
Tetsuya Yokoyama, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Chemical Geology 157 ( 3-4 ) 175 - 187 1999年5月
-
Determination of zirconium, niobium, hafnium and tantalum at ng g -1 levels in geological materials by direct nebulisation of sample HF solution into FI-ICP-MS 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura, Toshio Nakano
Geostandards Newsletter 23 ( 1 ) 7 - 20 1999年
-
Determination of Boron in Silicate Samples by Direct Aspiration of Sample HF Solutions into ICPMS 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura, Toshio Nakano
Analytical Chemistry 69 ( 18 ) 3754 - 3759 1997年9月
-
Ce isotope ratios of N-type MORB 査読
Akio Makishima, Akimasa Masuda
Chemical Geology 118 ( 1-4 ) 1 - 8 1994年12月
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ジルコンをめぐる最近の話題-3-ジルコンの希土類元素地球化学 査読
牧嶋 昭夫, 中村 栄三
岩鉱 89 ( 1 ) p1 - 14 1994年1月
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Search for p-isotopic anomaly of cerium in the bulk Allende meteorite 査読
Akio Makishima, Akimasa Masuda
GEOCHEMICAL JOURNAL 28 ( 2 ) 115 - 122 1994年
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ジルコンをめぐる最近の話題-2-重鉱物の晶出条件と希土類元素の分配 査読
牧嶋 昭夫, 中村 栄三
岩鉱 88 ( 12 ) p533 - 547 1993年12月
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Primordial Ce isotopic composition of the solar system 査読
Akio Makishima, Akimasa Masuda
Chemical Geology 106 ( 3-4 ) 197 - 205 1993年6月
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New constraints on the 138La β-decay constant based on a geochronological study of granites from the Yilgarn Block, Western Australia 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura, Syun iti Akimoto, Ian H. Campbell, Robert I. Hill
Chemical Geology 104 ( 1-4 ) 293 - 300 1993年2月
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ジルコンをめぐる最近の話題, I.U-Pb法によるジルコン年代学 査読
牧嶋昭夫
岩鉱 88 496 - 516 1993年
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Precise measurement of cerium isotope composition in rock samples 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Chemical Geology 94 ( 1 ) 1 - 11 1991年
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Characterization of surface oxide layer of iron particles for magnetic recording II. Surface oxide layer of further oxidized iron particles in high humidity 査読
Akio Makishima, Yukihiro Yamamoto, Kohji Watanabe
Bulletin of the Chemical Society of Japan 63 ( 11 ) 3189 - 3192 1990年11月
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Characterization of the surface oxide layer on iron particles for magnetic recording by Mossbauer spectrometry 査読
A. Makishima, Y. Yamamoto, K. Watanabe
Bulletin of the Chemical Society of Japan 63 ( 1 ) 147 - 150 1990年
-
138La β-decay constant estimated from geochronological studies 査読
A. Masuda, H. Shimizu, S. Nakai, A. Makishima, S. Lahti
Earth and Planetary Science Letters 89 ( 3-4 ) 316 - 322 1988年8月
-
Precise measurement of cerium and lanthanum isotope ratios. 査読
Makishima Akio, Shimizu Hiroshi, Masuda Akimasa
Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 35 ( 2 ) 64 - 72 1987年
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Cu purification using an extraction resin and Cu(I) for isotope ratio determination by MC-ICP-MS. 査読
Makishima, A
chromatography 1 96 - 107 2014年
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Low-blank chemistry for Zn stable isotope ratio determination using extraction chromatographic resin and double spike-multiple collector-ICP-MS 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Analytical Atomic Spectrometry 28 ( 1 ) 127 - 133 2013年1月
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A simple and fast separation method of Fe employing extraction resin for isotope ratio determination by multicollector ICP-MS. 査読
Makishima, A
International Journal of Mass Spectrometry and Chromatography 1 195 - 203 2013年
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「はやぶさ」回収試料初期分析に至るまで : 地球惑星物質総合解析システムの構築 招待 査読
中村 栄三, 牧嶋 昭夫, 森口 拓弥, 小林 桂, 田中 亮吏, 国広 卓也, 辻森 樹
表面科学 : hyomen kagaku = Journal of the Surface Science Society of Japan 33 ( 12 ) 681 - 686 2012年12月
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Melt-peridotite reactions and fluid metasomatism in the upper mantle, revealed from the geochemistry of peridotite and Gabbro from the Horoman peridotite Massif, Japan 査読
Sanjeewa P.K. Malaviarachchi, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Petrology 52 ( 6 ) 1237 - 1237 2011年6月
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Melt-peridotite reactions and fluid metasomatism in the upper mantle, revealed from the geochemistry of peridotite and gabbro from the Horoman peridotite massif, Japan 査読
Sanjeewa P.K. Malaviarachchi, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of Petrology 51 ( 7 ) 1417 - 1445 2010年6月
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Precise determination of Cr, Mn, Fe, Co and Ni concentration by an isotope dilution-internal standardization method employing high resolution MC-ICP-MS 査読
Akio Makishima, Akane Yamakawa, Katsuyuki Yamashita, Eizo Nakamura
Chemical Geology 274 ( 1-2 ) 82 - 86 2010年6月
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Slab decarbonation and CO<inf>2</inf> recycling in the Southwestern Colombian volcanic arc 査読
Maria I. Marín-Cerón, Takuya Moriguti, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geochimica et Cosmochimica Acta 74 ( 3 ) 1104 - 1121 2010年2月
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アスベスト小体と悪性胸膜中皮腫 査読
中村栄三, 牧嶋昭夫, 岡部和倫
感染・炎症・免疫 40 184 - 186 2010年
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ユレイライトのMn-Cr年代測定
山川 茜, 山下 勝行, 牧嶋 昭夫, 中村 栄三
日本地球化学会年会要旨集 57 270 - 270 2010年
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Chemical separation and mass spectrometry of Cr, Fe, Ni, Zn, and Cu in terrestrial and extraterrestrial materials using thermal ionization mass spectrometry 査読
Akane Yamakawa, Katsuyuki Yamashita, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Analytical Chemistry 81 ( 23 ) 9787 - 9794 2009年12月
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CBコンドライトのMn-Cr年代
山下 勝行, 山川 茜, 丸山 誠史, 牧嶋 昭夫, 中村 栄三
日本地球化学会年会要旨集 56 71 - 71 2009年
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同位体希釈法と内標準法を併用した、ICP質量分析法によるLi, Be, Rb, Sr, Y, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Pb, Th, Uの同時測定法の開発
牧嶋 昭夫, 北川 宙, 坂口 千恵, 中村 栄三
日本鉱物学会・学術講演会,日本岩石鉱物鉱床学会学術講演会講演要旨集 2004 237 - 237 2004年9月
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Determination of lithium contents in silicates by isotope dilution ICP-MS and its evaluation by isotope dilution thermal ionisation mass spectrometry 査読
Takuya Moriguti, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geostandards and Geoanalytical Research 28 ( 3 ) 371 - 382 2004年
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Comment on "determination of total sulfur at microgram-per-gram levels in geological materials by oxidation of sulfur into sulfate with in situ generation of bromine using isotope dilution high resolution ICPMS" 招待
W. Robert Kelly, Robert D. Vocke, Jacqueline L. Mann, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Analytical Chemistry 74 ( 24 ) 6430 - 6432 2002年12月
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Determination of chromium, nickel, copper and zinc in milligram samples of geological materials using isotope dilution high resolution inductively coupled plasma-mass spectrometry 査読
Akio Makishima, Katsura Kobayashi, Eizo Nakamura
Geostandards Newsletter 26 ( 1 ) 41 - 51 2002年
-
Formation and suppression of AlF<inf>3</inf> during HF digestion of rock samples in Teflon bomb for precise trace element analyses by ICP-MS and ID-TIMS 査読
Hiroyuki Takei, Tetsuya Yokoyama, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Proceedings of the Japan Academy Series B: Physical and Biological Sciences 77 ( 1 ) 13 - 17 2001年1月
-
Determination of titanium at μg g-1 levels in milligram amounts of silicate materials by isotope dilution high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry with flow injection 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Journal of analytical atomic spectrometry 15 ( 3 ) 263 - 267 2000年
-
Determination of molybdenum, antimony and tungsten at sub μg g -1 levels in geological materials by ID-FI-ICP-MS 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geostandards Newsletter 23 ( 2 ) 137 - 148 1999年
-
Separation of thorium and uranium from silicate rock samples using two commercial extraction chromatographic resins 査読
Tetsuya Yokoyama, Akio Makishima, Eizo Nakamura
Analytical Chemistry 71 ( 1 ) 135 - 141 1999年
-
Sr, Nd and Pb isotope systematics of Akagi volcano, Northeast Japan: Implications for interaction between island arc magma and lower crust 査読
Katsura Kobayashi, Eizo Nakamura, Tomoyuki Shibata, Akio Makishima
Proceedings of the Japan Academy Series B: Physical and Biological Sciences 73 ( 5 ) 69 - 73 1997年5月
-
Suppression of matrix effects in ICP-MS by high power operation of ICP: Application to precise determination of Rb, Sr, Y, Cs, Ba, REE, Pb, Th and U at ng g-1 levels in milligram silicate samples 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Geostandards Newsletter 21 ( 2 ) 307 - 319 1997年
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インコンパティブル元素の挙動の解明へ向けた，新しい実験的・実証的手法の開発 招待 査読
牧嶋昭夫
地球化学 31 27 - 34 1997年
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同位体地球化学から見たアイスランド I. アイスランドホットスポットの同位体地球化学的特徴 査読
牧嶋 昭夫
岩鉱 : 岩石鉱物鉱床学会誌 : journal of mineralogy, petrology and economic geology 90 ( 11 ) 379 - 387 1995年11月
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同位体地球化学から見たアイスランド. II. アイスランドのフェルシックな火山岩の成因. 査読
牧嶋昭夫
岩鉱 90 413 - 413 1995年
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牧嶋 昭夫, 其 魯, 増田 彰正
地球化学 26 ( 1 ) 41 - 50 1992年
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Calibration of Faraday cup efficiency in a multicollector mass spectrometer 査読
Akio Makishima, Eizo Nakamura
Chemical Geology 94 ( 2 ) 105 - 110 1991年
-
ランタンーセリウム法の地球化学 査読
牧嶋昭夫, 中村栄三, 増田彰正
火山 36 161 - 175 1991年
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Determination of gallium in pure aluminum by isotope dilution analysis with solvent extraction using inductively coupled plasma mass spectrometry 査読
Akio Makishima, Isamu Inamoto, Koichi Chiba
Applied Spectroscopy 44 ( 1 ) 91 - 95 1990年
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牧嶋 昭夫
Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 38 ( 4 ) 165 - 173 1990年
書籍等出版物
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Introductory Astrochemistry From Inorganic to Life-Related Materials
Akio Makishima（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
Elsevier 2024年 （ ISBN:9780443239380 ）
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宇宙岩石入門 : 起源・観測・サンプルリターン
牧嶋, 昭夫（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
朝倉書店 2020年7月 （ ISBN:9784254150223 ）
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Biochemistry for materials science : catalysts, complexes and proteins 査読
牧嶋昭夫（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
Elsevier 2019年 （ ISBN:0128170549 ）
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Recent topics in advanced materials science 査読
牧嶋昭夫（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
Cambridge Scholars Publishing 2019年 （ ISBN:9781527540293 ）
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Thermal Ionization Mass Spectrometry (TIMS), Silicate Digestion, Separation, Measurement 査読
牧嶋昭夫（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
Wiley-VCH 2016年 （ ISBN:9783527340248 ）
-
Origins of the Earth, Moon and Life: a Multidisciplinary Approach. 査読
牧嶋昭夫（ 担当： 単著 , 範囲: 全部）
Elsevier 2017年 （ ISBN:9780128120583 ）
MISC
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地球惑星物質総合解析システムの構築と応用
中村栄三, 牧嶋昭夫, 森口拓弥, 小林桂, 田中亮吏, 国広卓也, 北川宙, 太田努, 坂口千恵, 山中正博
法政大学イオンビーム工学研究所シンポジウム講演予稿集 36th 2017年
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Nakamura Eizo, Makishima Akio, Moriguti Takuya, Kobayashi Katsura, Sakaguchi Chie, Yokoyama Tetsuya, Tanaka Ryoji, Kuritani Takeshi, Takei Hiroyuki
The Institute of Space and Astronautical Science report. S.P. 16 49 - 101 2003年3月
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Improvement of mass spectrometer performance for Sr, Nd, Ce and Pb isotope analyses by modification of preamplifiers.
Makishima,A, Ishikawa,T, Shibata,T, Yoshikawa,M, Nakamura,E
Technical Report of ISEI (Institute for Study of the Earth's Interior), Okayama University, Ser.B. 11 1 - 18 1993年
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岩石中の希土類元素定量のための、表面電離型質量分析計Finnigan MAT261の二次電子増倍管のバイアスの評価
ISEI Report, Ser. B 10 1 - 19 1991年
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岩石試料中のng g^<-1>レベルのタンタルと、ジルコニウム・ニオブ・ハフニウムの同時定量法の開発
魯 穎淮, 牧嶋 昭夫, 中村 栄三
日本鉱物学会・学術講演会,日本岩石鉱物鉱床学会学術講演会講演要旨集 2004 236 - 236 2004年9月
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島弧玄武岩の負のセリウム異常の謎 招待
牧嶋昭夫
化学と工業 43 1917 - 1918 1990年
産業財産権
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チタン試料中の微量元素を除去する方法
牧嶋昭夫, 森口拓弥, 中村栄三
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耐圧容器、試料分解装置、及び元素分析前処理法．
牧嶋昭夫, 中村栄三
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微量元素濃縮の前処理方法
牧嶋昭夫, 中村栄三
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試料中の微量元素を測定する方法、微量元素とフッ化物との共沈を抑制する方法．
田中亮吏, 北川宙, 牧嶋昭夫, 中村栄三
受賞
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2023年度、Journal of Analytical Atomic Spectrometry誌における優れた査読者賞
2024年3月 王立化学会
牧嶋昭夫
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2022年度、Journal of Analytical Atomic Spectrometry誌における優れた査読者賞
2023年3月 王立化学会
牧嶋昭夫
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2020年度、Journal of Analytical Atomic Spectrometry誌における優れた査読者賞
2021年1月 王立化学会
牧嶋昭夫
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日本地球化学会・奨励賞
1994年
共同研究・競争的資金等の研究
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HFS元素のp核種同位体比異常に関する研究
研究課題/領域番号：16K05609 2016年04月 - 2019年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
牧嶋 昭夫
配分額：2210000円 （ 直接経費：1700000円 、 間接経費：510000円 ）
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10ミクロン以下のジルコンの高確度年代測定法の開発と世界最古の岩石への応用
研究課題/領域番号：15340192 2003年 - 2005年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
中村 栄三, 牧嶋 昭夫, 森口 拓弥, 小林 桂
配分額：16300000円 （ 直接経費：16300000円 ）
本研究によって、オリンパス社と共に設計・開発を行った高分解能及び汎用二次イオン質量分析計用の超高真空高焦点深度反射顕微鏡システム(PMLopt-1)を活用した高分解能二次イオン質量分析計による年代測定法を確立することが出来た。新規開発を行ったPMLopt-1は、フランス・カメカ社製高分解能及び汎用二次イオン質量分析計(ims-1270、ims-5f)に装備した状態で、設計値である4ミクロンの空間分解能を達成した。このことは、岩石薄片に含まれる10ミクロン以下のジルコンを、高分解能二次イオン質量分析計内で、光学的に確認できることを意味しており、マルチコレクションシステムを活用した、超高空間分解能のジルコン年代測定を可能にする技術的基盤が構築できた。変成岩中に含まれる、変成過程において結晶化したジルコンは、多くの場合その粒径が数10ミクロンから10ミクロンと小さく、さらに含有するウランの濃度が低いため、結果として生ずる娘核種としての鉛の濃度は極めて低い。我々は、岩石薄片試料をそのまま用い、事前にSEMによる主要元素濃度分布の確認及びカソードルミネッセンス法による結晶成長面の確認を実施し、精密な記載のもと年代測定法を実施する方法を確立した。なお分析対象ジルコンは、我々が独自に開発した「Visual Stage」システムを用いて、SEM-高空間分解能二次イオン質量分析計間で位置座標を共有し、極めて効率的に分析を行うことが出来た。この手法を活用し、約60Maの非常に若い形成年代を示す北米コロラドに産するエクロジャイト中のジルコンや、初期地球における大陸地殻形成に重要な役割を果たしたと考えられる、アフリカ・タンザニアの変成岩体・花崗岩体の年代測定を実施し、約2.65Gaという年代を得た。以上の結果は国際誌に投稿し、出版、あるいは出版を待っている状態である。
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マントル内部での親鉄・親銅元素の分布と挙同の総合的解明
研究課題/領域番号：15340188 2003年 - 2005年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
牧嶋 昭夫, 中村 栄三, 小林 桂
配分額：9500000円 （ 直接経費：9500000円 ）
本研究は、マントル内部での親鉄・親銅元素の分布と挙動の総合的解明を目指した。そのために、(1)白金族元素の定量法の開発、(2)白金族元素以外の親鉄・親銅・親石元素の新しい分析法の開発、(3)Re-Os法を用いるための、高感度・高精度かつ簡便な質量分析法の開発の3点を主におこなった。まず、正確さが高い分析から研究をスタートさせるという原点に戻り、試料分解法から検討した。最終的には、約300℃で試料分解が可能な安価な密閉分解容器をあらたに設計・試作した。これのデザインを煮詰め、特許申請を行った。これは、完成すれば、世界中で使われるようになると確信する、画期的なものとなるはずである。この特許申請は公開後、2006年3月現在意見書と補正書を提出しており、特許化は近いと考えている。さらに、四重極型ICP-MSを用いた新しい、Bi、Tl、Inと、Li, Be, Rb, Sr, Y, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Pb, Th、Uの分析法を開発した。この方法では、Smスパイクを加えて岩石試料を分解しさえすれば、後の希釈を定量的に行なわずに分析できる、ID-IS(同位体希釈-内標準法)を開発し、適用した。試料溶液を0.1ml以下で分析が可能なPseudo-FI法(擬似フローインジェクション法)も開発した。さらに、高分解能型ICP-MS(HR-ICP-MS)を用いて、同一の試料溶液からNa, Mg, Al, P, Ca, V, Mn,Fe, Co, K, Sc, Ni, Cu, ZnやGaが分析できる方法も確立した(revise版をGeostandards and Geoanalytical Research誌に投稿中)。また、HFS元素分析法にも改良を加え、ID法、ID-IS法と四重極型ICP-MS、およびHR-ICP-MSを組み合わせた、B, Ti, Zr, Nb, Mo, Sn, Sb, Hf, Taの分析法も開発した(投稿中)。従来のOs同位体比測定法はN-TIMSで行なわれているが、これと同程度のパフォーマンス(分析精度1%以下、Os必要量1pg以下)を持つ、マルチイオンカウンティング法を用いたMC-ICP-MS分析法を開発した。この方法はOs同位体比測定にN-TIMSが必要なくなるという、画期的なものである(Analytical Chemistry誌、印刷中)。
分析法の開発に予想以上に手間取り、実際のかんらん岩試料の分析の測定はこれからであるが、分析法がほぼ完成したので応用研究を遂行することは容易である。 -
負イオン表面電離型質量分析法によるハフニウム同位体比の高精度測定法の開発と応用
研究課題/領域番号：15654076 2003年 - 2004年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 萌芽研究
牧嶋 昭夫, 中村 栄三
配分額：3100000円 （ 直接経費：3100000円 ）
本年度は負イオン表面電離型質量分析法によるハフニウム同位体比の高精度測定法の開発と応用の第2年度として、ハフニウム負イオンを生成する条件の検討を行なった。フィラメントに白金を用い、100ngのHfを塗布し、イオン化のアクチベーターとしてバリウム、ランタン、トリウムと硝酸銀を塗布し、フッ化水素酸を最後に塗布してビームを出した。その結果、ハフニウムフッ化物イオンをファラデー検出器で、数ミリボルト1分維持することに成功した。
また、試料をフッ化水素酸で分解し、四重極型ICPMSを用いる、B-Zr-Hf-Nb-Ta-Sn-Sb-Mo-Wの同時定量法を確立した。
さらに、この定量用の溶液から、ハフニウムを分離する方法の開発をおこなった。陰イオン交換樹脂AG1X8でチタン・ジルコニウム・ハフニウムに分離し、さらに、U/TEVAという樹脂を用いることによりチタンとジルコニウムを分離することに成功した。この方法により、ハフニウムを80mgの玄武岩試料から回収率87%、ブランク3pg以下で回収することができた。
さらに、スパイクされた試料に対して、マルチコレクターICP-MSを用いたハフニウム高精度同位体比測定法を開発し、上記の方法で実際の岩石試料からハフニウムを分離し、同位体比を測定する方法を確立した。
別に、ハフニウムのフッ化錯イオンは樹脂に吸着しにくいために、あらたに、フッ化水素酸なしで、王水で試料を分解することを検討した。この目的のために容器これをデザインし、特許申請をおこなった。
また、イオン交換樹脂を用いる元素の抽出に関しても新しい方法をデザインし、岡山大学に発明届を提出した。 -
火山噴火予知のためのウラン・トリウム放射非平衡年代測定法の開発
研究課題/領域番号：11554021 1999年 - 2001年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
中村 栄三, 森口 拓弥, 牧嶋 昭夫
配分額：11700000円 （ 直接経費：11700000円 ）
我々は島弧マグマの発生から噴火に至るまでの諸プロセスを定量的に議論するためのツールとして、TIMSを用いた火山岩中のU・Th同位体の精密測定法の開発を行い、それを三宅島火山に適用することで、我々の分析法が定量的議論に対し十分実用可能であることを示した。本分析法は従来法の測定精度を上回るものであり、三宅島以外にも適用することで、さらに火山噴火予知にむけたマグマプロセスの定量的理解が進むことが期待される。しかしながら、以下のような問題点も残った。
1)二宅島溶岩中の斑晶鉱物一(olivine, clinopyroxene, plagioclase)のU・Th含有量は全岩の1/100しかなく、これを用いて鉱物アイソクロンを描くことは不可能であった。
2)全岩アイソクロンの年代値のエラーは、分析点数の多いStage2でも11.9±2.1kyrであり、当初の目標であった誤差0.1kyrには及ばなかった。
1の問題は三宅島溶岩がもともと微量元素の少ないソレアイト質玄武岩であったことに起因している。一方2の問題は2っの原因が考えられる。まずは全岩アイソクロンであるがために、各溶岩間の不均一性が影響している可能性。これは鉱物アイソクロンを用いた結果と比較することで明らかになるはずである。次にアイソクロンの横軸であるU/Th比の変化幅が小さい点である。このような試料で高精度の年代値を出すためには単純にTIMSでのTh同位体比及びU・Th濃度の測定精度を現在より高めるしかない。現在我々が所有しているTIMSでは、本研究で達成した分析精度がほぼ機器の分析限界であり、次世代TIMS(Finnigan TRITON)を用いれば更に分析精度を向上させることが期待できる。これに加え、^<230>Thより更に半減期の短い核種である^<226>Ra(1600年)や^<228>Ra(5.76年)の非平衡を用いればタイムスケールの分解能を高めることができ、より詳細なマグマプロセスの解明につながるに違いない。 -
沈み込み帯における元素の挙動に関する実験的・実証的研究
研究課題/領域番号：08740416 1996年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
牧嶋 昭夫
配分額：1000000円 （ 直接経費：1000000円 ）
本研究では,3GPa-850℃から,8GPa-850℃の範囲で,金カプセルのなかにスラブ相当物質と,マントル相当物質(カンラン石)を封入し,高圧・高温にして,スラブ相当物質を脱水させた.その後,金カプセルを取り出し,外側を洗浄した後,清浄なピンセットでカプセルを破き,スラブ相当物質とマントル相当物質をそれぞれ別々に取り出した.一回の実験で,マントル相当物質約3mgと,スラブ相当物質約6mgが得られた.
ICP質量分析計(ICP-MS)により,この中の希土類元素,Li,Sr,Rb,Y,Cs,Ba,U,Th,Pbを定量した.実験後のマントル相当物質は,出発物質のスラブ相当物質とマントル相当物質の単純なミキシングとは全く異なる微量元素組成を持つことを見いだした.また,この組成は,カンラン石だけを封入した実験生成物(ブランク実験生成物)の分析結果とも異なっていた。すなわち,スラブ物質は,脱水反応と共に,Cs,Rb,Ba,PbやLREE(La,Ce)が枯渇した。またHREE(Er,Tm,Yb,Lu,Y等)は全く変化しなかった。
この結果は,沈み込むスラブが,脱水反応によって,より低いLREE/HREE,及び,高いU/Pb比を有することを意味する。これは,沈み込んだスラブが,マントル内に導入された後,海洋島玄武岩の一部であるHIMUマグマの起源物質(海洋島玄武岩や中央海嶺玄武岩のマグマソース全体が示す鉛同位体比の一般的傾向よりも高いU/Pb【μ】を長時間保持していたと考えられるマグマソース)になりうることを示す。
また,スラブから放出される流体相は、アルカリ金属元素,Pb及びLREEに富み、Y及びHREEに枯渇する特徴を持っていることも意味する。さらに,SIMSによる鉱物の分析の結果から,スラブ側に晶出した garnet は,出発物質に比べHREEに富んでいることも明らかとなった。これらの結果は,スラブ側のHREEはスラブ物質の脱水作用によって晶出する garnet へ分配され,そのために放出される流体相の科学組成が,LREEに富みHREEに枯渇したことを示す。これはすなわち,スラブから放出される流体相の化学組成は,流体とスラブ中の鉱物の間の分配係数に支配されていることを意味している。 -
沈み込み帯における希土類元素の挙動の解明
研究課題/領域番号：06854025 1994年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
牧嶋 昭夫
配分額：1100000円 （ 直接経費：1100000円 ）
私は、沈み込み帯での希土類元素の挙動を解明するために、沈み込み帯の火成活動の結果生じた島弧を代表すると考えられる東北日本の岩石試料(岩手山、船形山、蔵王山、駒ヶ岳、森吉山、寒風山、利尻島)のCe同位体比を測定した。
また、これらの試料中のインコンパチブル元素(固相よりも液相に移動しやすいウラン、トリウム、リチウム、セシウム、ニオブ、タンタル、バリウム、ジルコニウム、ハフニウム、ベリリウム)を、岡山大学・地球内部研究センターに導入されているICP質量分析計を用いて定量する方法を実用化した。この方法は世界トップレベルの感度を持ちながら、必要試料量が数mgという、極めて少ない試料でも測定が可能であるという特徴を有している。現在、これらの元素の分析をこれらの試料に関して行っているところである。
さらに、沈み込み帯での希土類元素の挙動を解明する上で、重要な端成分である中央海嶺玄武岩(MORB)の、Ce同位体比によるキャラクタリゼーションをおこなった。その結果、MORBは太平洋・大西洋ともほぼ均一な同位体組成を持ち、その平均は、ε Ce=1.4という値を持っていた。この値は、沈み込み帯での希土類元素の挙動のモデルを作る上で必要不可欠な、重要な値であり、今後世界的にこの値が推奨値として用いられるに違いない。 -
地球史におけるマグマ
研究課題/領域番号：05231103 1993年 - 1995年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 重点領域研究
大谷 栄治, 佐々木 晶, 丸山 茂徳, 兼岡 一郎, 牧嶋 昭夫, 圦本 尚義
配分額：169000000円 （ 直接経費：169000000円 ）
本研究においては、初期地球を含めて地球史の中でマグマの果たした役割に関して初期地球におけるマグマオーシャンの実体を解明すること、マグマの形成による初期地殻の形成過程とマントルの進化過程を明らかにすること、マグマの生成によるマントル内部の不均質と大循環を解明することの三つを目的として研究を行った。
マグマオーシャンの実体を解明する研究では珪酸塩多成分系(Mg2SiO4-Fe2SiO4,MgO-Al2O3-SiO2系)などの高圧下での溶融関係が実験的に明らかにされ、マグマオーシャンの組成、初期地球で生成したコマチアイトマグマの起源が解明された。またマグマオーシャンの形成にともなう地球核の形成過程を解明するために高圧下における金属鉄と珪酸塩融液間の元素分配の実験的研究が行われた。実験結果とマントルのNiやCoなどの親鉄元素の存在度を比較することによって、下部マントルに達する深いマグマオーシャン中での鉄と珪酸塩の平衡でマントルの親鉄元素存在度が説明できることが明らかになった。
マグマの形成による初期地殻の形成とマントルの進化に関しては、イスア、ピルパラなど世界各地の始生代の地質体お綿密な調査と採取した岩石試料の化学分析が行われ、コマチアイトマグマの起源が明らかになり、始生代に於いてもプレートテクトニクスが働いていたことが明らかになった。また、始生代の玄武岩マグマを作るマントルが現在に比較して鉄に富んでいたらしいことが明らかになった。
マグマの生成によるマントル内部の不均質お大循環の研究においては、高温高圧下でのマグマの密度測定が行われ、15-20GPa付近にマグマとダイヤモンドの密度逆転が存在することが実験的に明らかになった。また、マントル内部でのマグマと鉱物間の密度関係が明らかになった。これによるとカンラン石とマグマの密度逆転は予想に反して上部マントルの大部分の深さにおいて生じないようである。マントル内部における水の循環に関する研究が行われ、下部マントルでにおいて存在する高密度含水鉱物であるG相が合成され、単結晶構造解析がなされた。この相は水を15-18%も含みSiが6配位の席を占める点で特異な相であることが明らかになった。 -
アイスランドの火山岩を用いた地磁気変化史及びマグマ形成史の研究
研究課題/領域番号：05041059 1993年 - 1994年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際学術研究
河野 長, KRISTJANSSON レオ, 牧嶋 昭夫, 小屋口 剛博, 田中 秀文, LEO Kristjan
配分額：9500000円 （ 直接経費：9500000円 ）
平成6年7月に4名の研究者(河野、田中・小屋口、牧島)と研究協力者1名(広井修)がアイスランドにおいて現地調査を行った。また現地側研究者(レオ・クリスチャンソン)は試料採集地点の予備調査を実施、またアイスランド大学の備品(交流消磁器)を貸与するなど、調査の成功に大きく貢献した。調査を主に(1)アイスランド西部、レイクホルト周辺、(2)北部、ストルチャルニール周辺、(3)東部、フリョツダルール、(4)東部、ヨクルダルールの4ヶ所において実施した。
1.古地磁気資料の採集と予備測定
上記4ヶ所において、連続露頭を形成している玄武岩溶岩合計264枚から1溶岩当り5本のコアサンプルを採集した。これらはいずれも太陽や磁気コンパスを用いて方向づけした定方位試料である。これらのうち一部は、持参したスピナ-磁力計及び借用した交流消磁装置を用いて現地において磁化を測定した。これにより大まかな正逆のパターンを把握するなど、サンプリングを進める上で大変有益な情報が得られた。
2.地球化学用試料の採集
古地磁気試料の採集をした溶岩から各1個の試料を採集した他、スネフェルスネス、ラキ、クラフラ、ヘクラ、ウェストマンヤ-ルなど最近1000年程度の期間内に噴出した比較的シリカの多い溶岩や火砕岩を採集した。これらの岩石は海嶺やホットスポットの噴出物から珪質の地殻が作られるプロセスの証拠を与える可能性がある。これらの試料に対して今後主成分分析、同位体分析などが行われる予定である。
3.地磁気層序の検討
古地磁気試料の磁化方位については、現在東大と東工大において測定が進められている。また同じ試料を用いK-Ar年代を決定するために、約50個の試料について現在測定が進められている。このうちカリウムの定量は地震研究所において炎光光度計により、アルゴンの定量は岡山大学地球内部研究センターの質量分析計を用いて共同利用によって実施されている。
4.古地磁気強度の決定
過去の磁場強度を求めるためにテリエ法を用いた実験が行われ、約200万年前の地磁気逆転を含むセクションについての結果がまとめられた。この結果はすでに論文として出版された。この結果によると、地磁気の逆転時に磁場は通常より1/4程度に弱くなっている。これはこれまでにすでに知られていた事だか、方向が普通の状態に戻ったあとも強度はしばらく回復しないことが今回の結果から明らかになった。
5.古地磁気永年変化
アイスランドも含めて世界中の過去1000万年間の古地磁気データを集め、地球磁場の長期的な変動の特性を検討している。磁場強度データに関しては我々がデータベースを作成し世界中に公開した。また方向データはフランスのグループが作成したデータベースを用いた。これから様々な興味のある統計的性質を引き出すことができ、現在研究を進めている。古地磁気永年変化のモデルはこれまである種の任意性を持った仮定の上に組み立てるのが通例であったが、今回ガウス係数から直接様々な観測量を導き出すことに成功した。この手法はもともとConstable and Parker(1998)によって開発されたものだが、我々はもとの方法とは独立でしかもより一般性をもつ方法を導き出すのに成功したものである。この結果によるとConstable and Parkerのモデルは球上で余りに一様な結果を与え、例えば仮想古地磁気極(VGP)の角度分散が緯度とともに増加することを説明できない。観測値を説明するには四極子項がかなり大きい必要があることが明らかになった。 -
中央海嶺玄武岩の新しい同位体地球化学的キャラクタリゼーション
研究課題/領域番号：05854044 1993年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
牧嶋 昭夫
配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）
本研究では、太平洋からのN-type MORB試料としてDSDP Hole 420,421,429A,504B,597Bの玄武岩を、また、大西洋からのN-type MORB試料としてHole 395,519,522,562,564の玄武岩のCe・Sr・Nd同位体比を測定し、また、希土類元素を表面電離型質量分析計を用いた同位体希釈法で定量した。
その結果、次のようなことが明らかとなった。
1.N-type MORBのセリウム同位体比は、0.0225616から0.0225633という間に入った。これは、epsilonCeで-1.6から-1.0の範囲に相当する。さらに、太平洋と大西洋との間で系統的な差は認められなかった。これは、Tanaka et al.(Nature,333,403-404,1988)によって出されていた、-3.4というMORBの値は例外的なものであることを意味している。また、本研究で得られた平均値、epsilonCe=-1.4が、代表的なMORBのセリウム同位体比であると考えられる。今後、MORBのセリウム同位体比を用いてモデル計算をする場合には、この値を用いるべきである。また、ようやくセリクム同位体比をトレーサーとして用いる基礎ができたともいえる。
2.用いた試料の多くは、なるべく新鮮な試料を用いたにも関わらず負のセリウム異常を示した。これは、変質した海洋底玄武岩には、従来考えられているよりもはるかに普遍的に負のセリウム異常が存在していることを意味している。そのため、変質した玄武岩の負のセリウム異常が島弧火成岩の負のセリウム異常の一因となっているという仮説は、かなり信憑性が高いと考えられ、今後、セリウム同位体比と組み合わせた研究によって、島弧での物質移動の研究が飛躍的に進歩すると期待される。 -
地球史初期における始源地殻の成因
研究課題/領域番号：02044100 1990年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際学術研究
秋本 俊一, ロバート・ヒル ヒル, イアン・キャンベル キヤンベル, 牧嶋 昭夫, 中村 栄三, 加々美 寛雄
配分額：4300000円 （ 直接経費：4300000円 ）
地球史における初期大陸地殻と花崗岩類の成因を明らかにするために、岡山大学地球内部センタ-から3名を西オ-ストラリアのノ-スマン・カルグ-リ-地域に派遣し、オ-ストラリア国立大学地球科学研究所(ANU)の協力を得て、約27億年前に形成されたと考えられている花崗岩、グリ-ンスト-ン、及び堆積岩類の採集を行った。その後、オ-ストラリア国立大学に移動し、研究代表者の秋本を加えて、採集した岩石試料から鉱物を分離した。それらの鉱物の中のジルコンをANUの高分解能二次イオン質量分析計(SHRIMP)を用いて鉱物ごとの微小領域ウラン・鉛年代測定を行った。その結果、この地域の花崗岩類は2665±8Maと2686±9Maの二つの異なる形年代を示すグル-プからなることが明らかになった。一方、ジルコンの核の年代は30億年から35億年を示し、これらの花崗岩類が既に存在していた大陸地殻の再溶融によって形成されたことを物語っている。既にANUのグル-プによって行われていたこれらの花崗岩類の主要・微量元素組成は、形成年代によって異なり、古いタイプは若いタイプに比べてより深い地殻の溶融によって形成されたことが明らかとなった。これらの花崗岩類に隣接するグリ-ンスト-ン中のジルコンの年代測定結果は古いタイプの花崗岩類ものよりも約1500万年古い年代を示した。以上の結果と当時の予想される地温勾配から、玄武岩マグマの熱伝導によって、既に存在していた大陸地殻が溶融して二つの異なる花崗マグマが形成されたものと考えられた。
オ-ストラリアで採集された岩石試料と分離された鉱物は、表面電離型質量分析計を用いた同位体比測定と希土類元素の定量を行うために岡山大学地球内部研究センタ-に送られた。これらの試料の一部は現在分析が進められている。分離された鉱物のうちで緑簾石、チタン石、燐灰石の希土類元素含有量とセリウム及びネオジム同位体比測定は終了した。その他の試料については、微量元素の定量、セリウム、ネオジム、ストロンチウム、鉛、ホウ素同位体比測定が現在行われているところである。地球内部研究センタ-では、本研究期間中に新たに、鉛同位体比測定法、ストロンチウム及びネオジム同位体比測定法を確立し、セリウム及びホウ素同位体比測定法に関しては世界で最も精度の高い分析法を独自に開発した。
平成3年2月から3月にかけて2週間、ANUからイアン・キャンベル、ロバ-ト・ヒル両博士を岡山大学地球内部研究センタ-に招へいした。この期間中、彼らは当センタ-の分析技術を視察し、研究の現状を把握した。更に、この共同研究のANU側の研究状況を我々が理解するために以下の五つの講演を行った。(1)The fluid dynamics of magma chamber(Ian Camobell),(2)Mantle plumes and flood basalts(Ian Campbell),(3)Evolution of a Late Archean greenstone belt,Yilgarn craton,Western Australia(Robert Hill),(4)Mantle plumes and continental tectonics(Robert Hill)(5)The evolution of the Stracture of the Earth's mantle(Ian Campbell)。また、これまでの結果をもとに、今までの問題を議論・検討し、今後の研究方針として次のような同意が得られた。(1)鉱物のランタン・セリウム系のアイソクロンを求め、他の年代測定法によって求められた年代と比較することによってランタン・138の壊変定数を決定する。(2)年代測定結果より、花崗岩マグマ形成における熱収支を時間の関数として求める。(3)鉛、ホウ素、セリウム同位体比を用いて花崗岩類とグリ-ンスト-ンの起源物質を明らかにする。(4)これらの同位体を用いることにより、マントル起源と始源地殻起源の違いが明確に出来る。(5)以上の事柄をもとに、始生代における花崗岩類の成因と大陸地殻の形成過程を議論する。(6)以上で得られた地球化学的モデルに対して物理的制約を与えるために地温勾配とマントルにおける超高圧鉱物物性及び流体力学的実験によってマントル中での物質と熱の移動、それに伴われるマントル物質の溶融等を推定し、当時のマントル及び地殻のダイナミクスを議論する。 -
沈み込み帯での脱水作用におけるスラブ物質内の含水鉱物消長の実験的研究
研究課題/領域番号：24K07174 2024年04月 - 2027年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
森口 拓弥, 石井 貴之, 辻森 樹, 牧嶋 昭夫
配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）
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実時間スケールの決定によるマグマダイナミクスの解明
研究課題/領域番号：23340160 2011年04月 - 2014年03月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
中村 栄三, 牧嶋 昭夫, 田中 亮吏, 小林 桂
配分額：19760000円 （ 直接経費：15200000円 、 間接経費：4560000円 ）
本研究は，火山活動におけるマグマダイナミクスに関しての理解を推し進めるため，噴出物から絶対的な時間軸を取り出す手法の開発とその応用を試みた．研究の結果，マルチコレクションICP-MSを用いた新たなU-Th-Ra放射非平衡年代測定法を開発し，その応用として富士火山の噴出物の解析を実施した．また噴出年代を決定するため，新たなK-Ar年代測定法を確立し10万年を切る若い火山岩に対して精密に噴出年代を決定する方法を確立した．巨大珪長質噴火をマグマダイナミクスとして説明するモデルを構築し，公表した．
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サブナノグラムのハフニウム同位体比精密測定法の開発によるマントルの化学進化の解明
研究課題/領域番号：19340162 2007年 - 2010年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
牧嶋 昭夫, 中村 栄三
配分額：14950000円 （ 直接経費：11500000円 、 間接経費：3450000円 ）
岩石記載、主成分元素、微量元素、Hf-Nd-Pb-Sr同位体システマティクスを用いて地球化学的に幌満かんらん岩体を解析した。そこで、幌満かんらん岩帯の成因と進化に関して4つの時間を入れることに成功した。さらに、これまで発見されていなかった低い鉛同位体比をもつ成分を発見した。また、当初の目的であるサブナノグラムのハフニウム同位体比測定法の開発にも成功した。
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海洋底堆積物の同位体地球化学的キャラクタリゼーション
研究課題/領域番号：07854029 1995年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 奨励研究(A)
牧嶋 昭夫
配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）
太平洋の全般にわたるさまざま場所のさまざまな種類の海洋底堆積物(遠洋性粘土,石灰質堆積物,珪藻軟泥,近海性堆積物),及び,これらが続成作用によって固結した四万十帯の頁岩などの,全希土類元素,及び,Sr,U,Th,Pb,Cs,Ta,Ba,Zr,Hf,Beの濃度を,岡山大学・固体地球研究センターのICP-MSを用いて測定した.また,同センターの表面電離型質量分析計を用いて,試料のCe・Nd同位体比を測定した.さらに,ICP-MSを用いた,海洋底堆積物中の,Na,Mg,Al,K,Ca,Sc,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,W,Mo,Sn,Sb,Cd,Tlの濃度測定法を確立した.この方法では,正確さ・再現性,どちらも10%程度で分析が可能となっている.
海洋底堆積物の微量元素濃度の測定結果から,次のようなことが明らかとなった.(1)Ceを除く希土類元素は相互に相関が高く,また,Caと相関があった.(2)海洋底堆積物にはCe異常があったりなかったりであったが,CeはRb,U,Th,Al,B,Csと相関が見られ,Mnとは無相関であった.これらのことは,Ce濃度は,粘土鉱物などの,大陸起源物質に由来し,これと,海水起源である炭酸塩が混合し,海洋底堆積物の希土類元素パターンを形作ることを意味している.さらに,Ce・Nd同位体比の測定結果と併せると,大陸起源物質(風成塵)は,海水に落ちるとすぐにCe,Ndを海水と同位体交換をすることがあきらかとなった.
担当授業科目
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基礎分析地球惑星化学 （2021年度） 前期 - 木1～2
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分析地球惑星化学特別演習 （2025年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学特別演習 （2025年度） 通年 - その他
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地球惑星化学演習 （2025年度） 前期 - その他
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地球惑星物質科学概論 （2025年度） 前期 - 月3～4
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地球惑星生体物質化学 （2025年度） 前期 - その他
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基礎分析地球惑星化学 （2025年度） 前期 - 月1～2
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特別研究 （2025年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学特別演習 （2024年度） 通年 - その他
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地球惑星化学演習 （2024年度） 前期 - その他
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地球惑星物質科学概論 （2024年度） 前期 - 月3～4
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地球惑星生体物質化学 （2024年度） 前期 - その他
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基礎分析地球惑星化学 （2024年度） 前期 - 月1～2
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特別研究 （2024年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学ゼミナール （2023年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学演習Ｉ （2023年度） 前期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩ （2023年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩＩ （2023年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学特別演習 （2023年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2023年度） 通年 - その他
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地球惑星化学演習 （2023年度） 前期 - その他
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地球惑星物質科学概論 （2023年度） 前期 - 月3～4
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基礎分析地球惑星化学 （2023年度） 前期 - 月1～2
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基礎分析地球惑星化学 （2023年度） 前期 - 木1～2
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特別研究 （2023年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学ゼミナール （2022年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学演習Ｉ （2022年度） 前期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩ （2022年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩＩ （2022年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2022年度） 通年 - その他
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基礎分析地球惑星化学 （2022年度） 前期 - 木1～2
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分析地球惑星化学ゼミナール （2021年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学ゼミナール （2021年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学演習Ｉ （2021年度） 前期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩ （2021年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩＩ （2021年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2021年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2021年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学ゼミナール （2020年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学ゼミナール （2020年度） 通年 - その他
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分析地球惑星化学演習Ｉ （2020年度） 前期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩ （2020年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学演習ＩＩＩ （2020年度） 後期 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2020年度） その他 - その他
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分析地球惑星化学特別研究 （2020年度） 通年 - その他
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地球惑星有機物化学 （2020年度） 特別 - その他
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地球惑星有機物解析学 （2020年度） 特別 - その他
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基礎分析地球惑星化学 （2020年度） 後期 - その他