「トンボの眼」連続講演会「理系の視点から見た考古学の論争点」

第５回 2014 年 3 月 4 日(火) 13:15-15:15、豊島区立生活産業プラザ

弥生時代には製鉄が行われなかったか~金属考古学上の諸論争~
新井宏 元韓国国立慶尚大学校招聘教授
今回の講演タイトルを「弥生時代には製鉄が行われなかったか」と決めたのが昨年 10 月である。
ところが、その二ヶ月後の 12 月中旬、「一支国」カラカミ遺跡から弥生時代の「鉄生産用の地上炉」が６基見つかり、従来定説(製鉄６世紀開始)の見直しにつながると各紙が一斉に報道した。
もう、講演の必要がないのか。いやいや、決してそんなことはない。いつものことであるが、新聞報道は、読者に迎合する傾向があり、学術的な表現としては正しくないのである。
私は、十年以上前から、「縄文末期から鉄の使用が始まっているのに、製鉄の確実な証拠は古墳後期まで無く、その間 800 年間、製鉄技術をもたなかったとすれば、歴史学はその理由を説明しなければならない」と述べていた。その上で、世界の製鉄史を学び、製鉄理論をベースに検討すれば、未だ「弥生製鉄」を否定しうる根拠が十分でないことを繰り返し主張してきた。
鉄とひとことで言っても、炭素を含まない「鉄」の融点は 1530℃、炭素を４％含む「銑鉄(鋳鉄)」は 1150℃であり、高温を作れなかった古代にあっては、鉄を溶かしてつくることなど不可能であった。一方、銑鉄はセトモノのように脆く、ヨーロッパでは pig-iron と言って厄介者であった。そのため、世界では多様な製鉄法の流れが存在している。
その上、古代にあっても、経済原理は厳然と存在し、プリミチィブな製鉄技術を持っていても、安価な製品が入手できれば、滅びてしまった。せっかくの機会なので、「易しい鉄の話」から講演を始め、日本における古代製鉄、特に中国、朝鮮半島との関係を述べたい。

(1) はじめに(カラカミ遺跡のニュース)2013 年 12 月中旬の各紙報道の概要は次の通り。
魏志倭人伝の一支国「カラカミ遺跡」の竪穴遺跡から、国内初、弥生後期(1-3 世紀)の鉄生産用の地上炉跡(6 基)が見つかった。炉形式が韓国南部にみられる精錬炉に似ている。従来、日本の製鉄の始まりは６世紀後半とされていたが、定説の見直しにつながる発見である。カラカミ遺跡では朝鮮半島から１次素材を輸入し(精錬して)本土へ鉄を供給する中継交易拠点を担っていた模様。

この記事を読めば、誰でも「弥生時代に製鉄が行われていた」と思うに違いない。しかし学術的に言えば「精錬炉」は「製鉄炉」ではなく、粗製の鉄原料を鉄に「精錬する炉」に過ぎない。事実、記事中でも「朝鮮半島から１次素材を輸入して……」と言っているのであるから、この「鉄生産用の地上炉」は「製鉄炉」を意味しない。
ところが、そうとも言い切れないのである。それは、韓国でも未だ、この頃(1-3 世紀)の「製鉄炉」は見つかっていないのである。しかし、魏志東夷伝弁韓の条には、「国、鉄を出す。韓倭みなこれを取る」とある。
そうなると、この頃の製鉄炉は、ヨーロッパと同じく、「製鉄炉」と「精錬炉」の区別がなかったことも考えな
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ければならない。
日本の製鉄史は「たたら」に多く学んで成立している。しかし、江戸期の「たたら」は明治末年まで西洋式製鉄法と競争できたほど近代的な方式であった。したがって、古代製鉄を考える上では、いったん、「たたら」から離れ、世界の古代製鉄史を学んだ上で、製鉄理論に基づき考察しなければならないというのが私の立場である。

(2) 世界の製鉄史の流れ
鉄の融点は 1530℃なので、近代になるまで溶かしてつくることなど不可能であった。そのため、鉄鉱石を固相で還元する「海綿鉄法」のような方法が全世界の主流であつた。ところが、鉄に炭素が 4％入ると融点が 1150℃に下がり溶せるようになる。これを利用して中国では「鋳鉄」の生産を戦国時代以前に始めている。
しかし、鋳鉄はセトモノのように脆く、鉄とは全く異なっていたので、ヨーロッパでは Pig-iron と言って嫌われ、14 世紀にシャフト炉が出来るまで捨てられる運命であった。
固相で鉄を作る方法を「直製製鉄法」、4％炭素の溶かして「銑鉄」を作り、これを精錬して鉄を作る方法を「間接製鉄法」という。日本の近代たたらは、その中間的な位置づけである。
当然、ＢＣ20 世紀頃、鉄を作り始めたヒッタイトも「直接製鉄法」であった。
もちろん、この「直接製鉄法」は時代と共に還元温度を高め、炉形や規模を変えながら、ルッペ炉、レン炉などに発達する。その結果、部分的には「間接製鉄法」に近づいて行くことになる。「たたら」がその例である。
もう一つの要素は原料（鉱石）である。褐鉄鉱のように本質的には微細な原料は還元が容易であるが、製錬のための送風に目詰まりが生じ易い等の問題があるし、磁鉄鉱のように強固な塊状の原料では、規模を大きくしないと、還元条件を維持できない。「たたら」の原料の「砂鉄」はいわば両者の中間的な原料なのである。
以上のことから、古代の初歩的な製鉄法としては、小型炉、低温還元、微細原料による「直接製鉄法」を想定するのがいわば常識である。
小型、低温炉としては、ボール炉が代表的なものである。だから、ボール炉のような小さな炉で「製鉄して精錬する」方法が提起されている。その流れの上にヨーロッパのＢｌｏｏｍeｒｙ炉である。
そのように考えると、「朝鮮半島から１次素材を輸入し(精錬して)本土へ鉄を供給する」と言うカラカミ遺跡の製鉄方式（推定）は非常に進んだ方法である。はたして、ヨーロッパのＢｌｏｏｍeｒｙ炉よりも進んでいたのであろうか。そもそも 1 次製錬と 2 次精錬の場所を変える理由が分からない。
以下の考察は、極力、遺跡の資料に基づいて行うが、「弥生時代に製鉄が行われていた証拠」は未だないというのが学界の意見なので、反論するため理論的な推論を多用することになる。
ただし、逆にいえば、「弥生時代に製鉄はなかった」ことを証明することも、理論的に不可能なことなので、多少気軽に語る。

(3) 大和６号墳の鉄鋌の解析
まず、5 世紀前半の大和 6 号墳の鉄鋌を取り上げる。分析値からみると、Si、Mn、P、S などが非常に低く、低温製錬(低温精錬)の特徴を明示している。しかも、同一資料の中でも、成分が極度に異なり、Fe よりも還元し易い Cu、Co、As、Sb がメタル側に移行する反面、鉄よりも還元し難い W はスラグ側に残る傾向があることである。これは溶融する過程では起こりえないので、｢直接製鉄法｣の証拠となる。

210020801560W (ppm)

Sb (ppm)

2510402050001000

2000

3000

0As (ppm)

1000

2000
As (ppm)3000

図 1 大和 6 号墳鉄鋌 85B の As と Sb の関係 図 2 大和 6 号墳鉄鋌 85B の As と W の関係(4) 日韓の鉄の微量成分と製鉄原料
古墳時代の遺跡から出土した鉄鉱石、砂鉄、製錬滓、鍛冶滓、鉄遺物で、微量成分がどのようになっているかを表 4 に示す。まず、指摘できることは、V、Co を除くと、鉄遺物や鍛冶滓に含まれる As も Sb も W も、普通の鉄鉱石(磁鉄鉱)や砂鉄からもたらされたものとは考え難いことである。

表4 遺物の種類別にみた指標成分の分布(歴博1994)
元素V

CoAsSbW
Ｃｄ放射化分析
鉄遺物 鉄遺物
鉄鉱石 砂鉄 製錬滓 鍛冶滓
ppm(日本) (韓国)～ 1001115524535101 ～ 1000
115811001 ～15101～ 100
12730582829101 ～ 1000
951761001 ～1～ 100121630542925101 ～ 1000
91081001 ～64～ 10121630
59141611 ～ 100
42011101 ～119～ 1011162245272411 ～ 100
1814127101 ～335○5×3836

そこで想起されるのが、世界各地の古代製鉄の原料であった赤鉄鉱や褐鉄鉱である。しかも日本の弥生遺跡からこれらの鉱石が出土した例が数多くある。
ところが、韓国の達川鉱山の「土鉄」からも As や Sb が高く検出されている上に、鉄遺物の微量成分分布が韓国と日本でマクロに見ると極めて良く似ているのである。そうであれば、韓国から輸入していた可能性が高くなる。ところが、微量元素の組み合わせを考慮すると、状況が様変わりする。しかも岡山県の製鉄遺跡から出た「鉄鉱石」の微量成分は、日本の鉄遺物の成分とほぼ共通しているのである。
問題は、日韓の鉄が「同じ原料」を用いたのか、「同じような原料」を用いたのかである。Asが高い場合もあれば、Sb の高い場合もある。W の高い場合もあれば、Co の高い場合もある。実に多様な指標成分を雑多に有していることから見て、これらの原料がとても「同一源」とは考えられないのである。要は、「同じような原料」を求めた結果として「不純分」が多くなったという共通点を有したのかも知れないのである。
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(5) 中国地方山間の精錬滓
そのように見ると、弥生時代の西弥護免遺跡の鉄遺物にはＶと Cd を多く含むが、韓国には見当たらない。それに反して、6 世紀中・後葉の広島県境ケ谷製鉄遺跡の精錬鍛冶滓は、As、Sb、W を含んで、西弥護免の鉄遺物と極めて良く似ている。
境ケ谷遺跡に限らないが、中国地方の山間には 5
世紀中葉の大成遺跡、弥生末～古墳初期の湯谷悪谷遺跡などの製鉄関連遺跡がある。地理的に見て、なぜこのような山間部まで
わざわざ韓国の 1 次素材

表7 西弥護免の鉄と広島境ケ谷の鉄滓出土地・サンプル内容
西弥護免1
西弥護免2
西弥護免4
西弥護免3
境ケ谷5
境ケ谷6A
境ケ谷7
西弥護免5
西弥護免6
西弥護免7
西弥護免8

16R
17R
19R
18R
38
39大39小
20R
21R
22R
23M

鉄斧
鉄片
鉄片
鉄鏃
鉄滓
精錬滓
精錬滓
刀子
鉄鏃
鉄鏃
鉄片

弥生後期
弥生後期
弥生後期
弥生後期
6C中～後葉
6C中～後葉
6C中～後葉
弥生後期
弥生後期
弥生後期
弥生後期

放射化分析値(ppm)
V Co As Sb
63 81 230 1354 71
627862335 137 63
65 135187 66
37263 20 150
59978 270
3435 56
63 104 42
3 17
7 180

W Cd
11 ○
140 ○
180 ×
210 ○
150 ×
130 ○
650 ○
2 ○
1 ×
1 ○
6 ×を運んで精錬しなければならなかったのであろうか。解けない疑問である。
更に、疑問を重ねれば、弥生時代の鉄遺物では TiO2 が 0.5％以上、V が 0.02%以上が多い中で、古墳時代の鉄遺物では TiO2 は 0.2%以下、V は 0.02%以下がほとんどなのである。

(6) 現代の直接還元鉄と弥生の鉄もし、弥生時代に製鉄が行われていたとしたらどのような方法であったろうか。
筆者はそれをボール炉を使用した「ルツボ製鉄」的な方法だったと考える。これは砂鉄のような粉鉱石に炭粉をまぜ合せて炉床に置き、外部から加熱し、固相で海綿鉄を作る方法で、現代のFASTMET プロセスなどの原理と同じである。粉鉱石と炭粉を混ぜて作成したペレットの還元基
礎実験によれば、1100℃×10 分の条件で反応が終了する。FASTMET プロセスで作った還元後のペレット断面写真を図 3 に示す。
ただし、このようにして作った海綿鉄は、滓の除去が行われていないので、再び精錬しないと使用できない。その時の精錬は、いわゆる精錬鍛冶とおなじであり、海綿鉄を鉧に見立てて酸化性雰囲気で加熱し、スラグを除去しながら鉄を得ることになる。
このようなプロセスを想定すると、いわゆるボール炉のような精錬鍛冶炉だけあれば、鉄は作れる。したがって、基本的には製錬滓が残ることはなく、精錬鍛冶滓のみが残るプロセスが可能である。
新井宏
メール arai-hiroshi@jcom.home.ne.jp
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