(57)【要約】【課題】        従来の分析方法では困難であった、黒曜石やガラス質安山岩以外の膨大な数量の石器や石製品について、非破壊で詳細かつ効率的に鉱物組成に基づくデータを取得し、これを元にして産地推定を実施するための方法を提供する。【解決手段】    分析対象である石器類や石製品に対して、平行ビーム法によるＸ線回折試験を実施して構成鉱物の特徴を把握し、更にこの時に試料に標準物質を塗布又は添付することによって試験結果を校正し、より厳密なデータを得て、分析対象と標本岩石の比較を行い、石器類や石製品の原材料の産地を高精度で推定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
考古学的な遺物である石器類や石製品に対して、平行ビーム法によるＸ線回折試験によって取得したピークの位置や強度を根拠として得られた情報を元にして、その原材料となった岩石や鉱物の産地を推定する際に、ピーク位置を厳密に補正するために標準物質を利用することによって、被験試料中に含まれる鉱物の固溶体組成の違いを見出すことを可能とし、これを根拠として分類を行う事を特徴とする分析方法。
【請求項２】
考古学的な遺物である石器類や石製品に対して、平行ビーム法によるＸ線回折試験によって取得したピークの位置や強度を根拠として得られた情報を元にして、その原材料となった岩石や鉱物の産地を推定する際に、Ｘ線を照射すべき試料面に対して、ピーク位置を厳密に補正するための標準物質を１ｍａｓｓ％以上含む事を特徴とした物質の一部又は全部を、試料のＸ線照射範囲内に、試料と物理的に混合することなく添付又は塗布することによって、試料を破壊せず、かつ標準物質を容易に取り除くことが可能である事を特徴とする分析方法。
【請求項３】
考古学的な遺物である石器類や石製品に対して、平行ビーム法によるＸ線回折試験によって取得したピークの位置や強度を根拠として得られた情報を元にして、その原材料となった岩石や鉱物の産地を推定する際に、試料のＸ線照射範囲内に添付することを目的として作成した、ピーク位置を厳密に補正するための標準物質をその表面に１ｍａｓｓ％以上含む事を特徴とする、厚さ３ｍｍ以下の板状、または厚さ３ｍｍ以下の膜状の物質、および、厚さ３ｍｍ以下に容易に変形できる柔軟性や流動性を持った物質。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この出願の発明は、従来の自然科学的分析では困難な課題であった、黒曜石以外の石器類を中心とした埋蔵文化財の詳細な産地推定に関して、これを実施するために必要となる理化学的な非破壊分析方法について、Ｘ線回折試験によって得られたピークの位置や強度を根拠として行う分析上の技術、及び、その際に分析値を厳密に補正するための標準物質を同時に計測する手法やそのための材料に関するものである。
【技術背景】
【０００２】  近年の科学技術の進歩、特にコンピュータと連動した分析技術の進歩は著しいものがあり、埋蔵文化財の調査研究においても、これらの技術は様々な局面で利用されている。
ところで人類の歴史の９９％以上の部分は旧石器時代に属し、そこで利用された道具は石器である。つまり、人類の歴史の９９％以上の時間的部分は、石器の研究によらなければ解明できないと言われている。しかしながら、前期旧石器の捏造問題で明らかになったように、石器についての分析は、考古学の中でも非常に遅れている状況にある。石器類は、限られた地点に産出する天然の石材を採取し、加工して作られているので、その石器に使われた石材がどこから得られたものかがわかれば、当時の人間の行動を明らかにすることが可能となり、人類史の歴史叙述が大きく進むこととなる。
藁科哲男氏と望月明彦氏によって実質的にはじめられた石器の産地推定は、黒曜石やサヌカイトに限定され、蛍光Ｘ線や中性子放射化分析によって、元素濃度を測定し、元素濃度の違いによって、産地を推定することを特徴とするものであった。しかし、これらの分析は、同一産地の石材であっても元素濃度の差が著しい場合が見られることから、比較的均質でガラス質な黒曜石やサヌカイト以外の岩石では成功していない。つまり石器や石製品の非破壊での分析方法については、元素濃度に着目する研究があるのみで、その方法も著しく適用できる範囲が狭いことが当該分野の研究の特徴であった。また、一般に石器の表面は風化しており、風化によって元素組成が本来の石材と比べて変化しているため、厳密に元素組成を調べるためには、石器表面の破壊が必要であった。
このような、産地推定に関する既存の技術の問題点は、石器類や石製品の元素組成に着目する点にあり、それ故に、ガラス質でなく、鉱物の斑晶を含む不均質な岩石や風化した岩石については、同一産地内でも元素組成にばらつきがあり、産地を推定することが困難であった。しかし、岩石中には元素が単独で入っているのではなく、化合物を形成し、鉱物として含まれているので、鉱物の特徴が厳密に捉えられれば、産地の推定が可能であることが十分に予測可能である。
なお、山本薫氏による偏光顕微鏡による造岩鉱物の特徴から産地を推定する方法があるが、これは、石器から顕微鏡用の剥片を作ることを前提としており、そのために石器を破壊することが必要となることや、データが数値で得られないなどの問題点があり、一般に採用されるに至らなかった。
【非特許文献】「サヌカイトの蛍光Ｘ線分析」藁科哲男『考古学と自然科学』５号１９７２
【非特許文献】「遺跡内における黒曜石製石器の原産地推定について」望月明彦『静岡県考古学研究』２６号静岡県考古学会１９９４
【非特許文献】「緻密黒色安山岩製石器の石材原産地推定方法について」山本薫『筑波大学先史学・考古学研究』４号１９９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  そこで本発明者らは、従来の分析手法の欠点を改善して、石器類に対して非破壊で鉱物の特徴を厳密に測定する分析手法の開発を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明者らは、詳細な研究による検討の結果、石器類に使用されている石材は、種類が限定されていること、小規模な産地が各地に存在していること、成分は互いにかなり似ていること、産地毎に鉱物の組成に特徴が認められることを見出した。
従って、非破壊で詳細な産地推定を行うためには、従来方法のように元素に注目するのではなく、鉱物に着目し鉱物組成の微細な違いを検出するべきであると考えるに至った。
なお、従来技術の中にも、鉱物組成の微細な違いを見出す方法は存在するが、試料の粉砕や薄片プレパラートの作成が必要であり、何れも試料の破壊を伴うことから、貴重な文化財である石器類の分析には採用することはできない。
この出願の発明は、以上の知見をふまえて、石器類や石製品に対して、鉱物の特徴を客観的かつ厳密に捉えて非破壊で産地を推定する方法を提供する。
【発明の効果】
【０００５】  この出願の発明を実施することによって、以下の効果が期待できる。
▲１▼従来の、非破壊的な方法での石器類や石製品についての産地推定では、元素濃度に着目していたが、鉱物に着目することによって、より実体的、的確、客観的に産地の違いを明らかにすることができるようになった。
▲２▼平行ビーム法によるＸ線回折試験を実施することによって、非破壊で石器類や石製品中の鉱物の特徴を測定することが可能となった。
▲３▼表面が風化している石器でも、鉱物の特徴の一部は計測できるので、非破壊分析の実施範囲が大きく広がった。
▲４▼鉱物の違いを厳密に比較するために、標準試料を利用するが、従来の利用方法のように破砕した被験試料粉末中に標準試料を混合するのではなく、試料表面に標準資料を塗布又は添付することにより、標準試料を消費することなく、かつ被験試料を粉砕することなく、測定値の厳密な補正が可能となった。
▲５▼上記四点の効果により、人類の長い歴史の中の９９％以上の時間を占める旧石器時代の人間活動に対して、どこの資源を利用したかと言ったことを論じることが可能となり、歴史叙述の質を高めることが可能となった。
▲６▼以上の効果により、年間１億円を超えると言われている考古学における自然科学分析への需要が著しく増加すると共に、新しい起業化にも貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  以下、更に詳しくこの発明の実施の形態について説明する。まず、この発明を作用させるべき対象は埋蔵文化財であり、その中でも代表的なものは石器類や石製品である。
そして、この発明による分析方法では、まず、試料となる石器類や石製品の表面を超音波洗浄機等で洗浄して付着物を除去する事が必要である。
ついで、Ｘ線回折装置に試料をセットし、Ｘ線回折分析を行う。この時に、平行ビーム法の光学系を利用すれば、試料を粉砕することなく非破壊で、十分なデータを得ることができる。
更に、微細な鉱物組成の違いを検出するためには、測定毎の誤差を補正する必要があり、そのためには、標準物質を試料表面に塗布するか添付する必要がある。理想的には、合成樹脂製の薄膜表面に粘着剤を塗布し、これに標準物質を貼り付け、標準物質フィルムを作成し、この標準物質フィルムの３ｍｍ角程度の微細な切片を試料の表面に添付する方法が最も確実、簡便、かつ安価である。
その後に測定を行い、測定値を標準物質を利用して厳密に補正し、これらの数値を利用して試料を分類し、更に、各地の露頭や地層から採取した天然の岩石試料を同様に測定して同定することによって、最終的に石器や石製品の原材料の産地を推定する。
【実施例】
【０００７】  以下に実施例を示し、更に具体的に説明する。なおこの発明は、以下の実施例に限定されるものではない。【０００８】  硬質頁岩製と考えられる石器を試料として準備し、超音波洗浄後に石器表面にＮＩＳＴ−ＳＲＭ−６４０Ｃのシリコンパウダーを塗布した。この石器について平行ビーム法でＸ線回折試験を実施し、補正後に得られたデータから、オパールーＡとクリノプチロル沸石が特徴的に含まれていることがわかり、予め準備した標本の分析値との照合から、この硬質頁岩製石器の原材料の産地を山形県の漆窪層と推定した。【０００９】  安山岩製と考えられる石器を試料として準備し、超音波洗浄後に３ｍｍ角に切断した標準物質フィルムを添付した。この石器について平行ビーム法でＸ線回折試験を実施し、補正後に得られたデータの特徴と予め準備した標本の分析値との照合から、この安山岩製石器の原材料の産地を群馬県の荒船山周辺と推定した。【００１０】  頁岩製と考えられる石器を試料として準備し、超音波洗浄後に標準試料を混ぜ合わせた粘土を添付し、平行ビーム法でＸ線回折試験を実施した。この結果、特徴的な成分としてドロマイトが検出できたため、この石器の原材料の産地を埼玉県の荒川層群と推定した。
【産業上の利用可能性】
【００１１】  埋蔵文化財の調査は、日本国内で年間１０００億円の規模で実施されている。また、埋蔵文化財は未知な部分が多く、多面的な調査が必要なので、埋蔵文化財に関わる自然科学的分析も年間１億円以上の市場を形成していると言われている。これを実施する企業も年々増加しており、今日では産業上、埋蔵文化財の自然科学分析という一つの部門を形成するに至っている。
今回出願する石器の産地推定という分野は、自然科学分析の中で考古学研究者が必要としている代表的なものでありながら、従来は適切な方法がなかったために、黒曜石やサヌカイトに限定して、大学や高専の研究室で小規模に実施されていた。今回の発明によって黒曜石やサヌカイト以外の石器や石製品についても産地推定の方法が明らかになったため、石器石材の原産地についての標準的な組成のデータベースを作成し公表することによって、民間分析事業者の安定した事業化が可能となる。