鉄文化財の極微量元素・同位体組成分析に基づく地球科学的手法のアプローチ

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K12809
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小山内 康人 九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (80183771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 足立 達朗 九州大学, 比較社会文化研究院, 助教 (00582652) ; 中野 伸彦 九州大学, 比較社会文化研究院, 講師 (20452790) ; 村上 恭通 愛媛大学, 東アジア古代鉄文化研究センター, 教授 (40239504) ; 槙林 啓介 愛媛大学, 東アジア古代鉄文化研究センター, 准教授 (50403621) ; 田尻 義了 九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (50457420) ; 笹田 朋孝 愛媛大学, 法文学部, 准教授 (90508764)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 文化財科学 / 材質分析 / 金属器 / 考古資料 / 極微量元素組成 / 同位体分析 / 鉄同位体 / 地球科学

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、これまで主に金属組織に注目されて進められてきた埋蔵文化財・鉄器分析に対して、地球科学的アプローチから極微量元素分析や同位体組成分析を進めることによって、金属の新たな分析手法を確立しようとするものである。考古学における金属器分析分野の主要な研究関心は、現在、金属器自体の組織分析を通じた当時の技術レベルの復元にある。これに対し、本研究では原材料および製作工程各プロセスにおける生成物、製品に対して極微量元素分析や同位体組成分析を実施することにより、これまでの研究方法にはない原料原産地分析を試み、新たな鉄の生産と流通論につなげることを目指す。また、考古資料を分析するため、本研究では分析試料の非破壊・準非破壊での分析の方法も提案する。
研究初年度は、考古資料・金属器の鉄同位体分析に不可欠となる同位体標準試料合金の作成を実施し、生成した合金試料を用いて，レーザー溶出型マルチコレクター誘導結合プラズマ質量分析計（LA-MC-ICP-MS）により、鉄同位体の微小領域高精度分析手法を開発した。また、金属器の製作工程各プロセスにおける分析試料を入手するため，岡山県新見市において原材料や実験条件を変化させた製鉄実験を行い、精密分析用試料を採取した。初年度末には、製鉄実験で得られた実験試料を用いた、LA-MC-ICP-MSによる鉄同位体測定を開始するための準備作業が終了した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、九州大学・アジア埋蔵文化財研究センターと愛媛大学・古代鉄文化研究センターが共同で行う研究であり，考古学的金属器資料に関して、地球科学的アプローチから極微量元素分析や同位体組成分析を進めることによって、金属元素組成や同位体組成の新たな分析手法を確立しようとするものである。また、由来の明らかな資料サンプルを分析し、金属生成モデルの構築を行い、複数回の実験を繰り返してモデルのブラッシュアップを図ることも目的である。
研究初年度には、金属器資料の同定・対比に有効となる鉄同位体測定のための標準試料合成に成功し、高精度微小領域の同位体分析が可能なLA-MC-ICP-MSによる測定が開始された。また、製鉄実験を通して、金属器の製作工程各プロセスにおける分析試料を採取でき、金属器原料の元素組成、同位体組成を明らかにするための基礎実験が開始された。
以上のことから、初年度の研究計画は概ね順調に進展していると見なすことができる。

Strategy for Future Research Activity

２年目（研究最終年度）には、前年度の分析結果について詳細な検討を行い、本年度の復元製鉄実験に関する溶解・冷却温度、および溶融時間条件等の計画を協議する。この間、製鉄原材料に関する地表踏査を行う。２回目の製鉄実験では、前年度同様、製作工程各プロセスにおける分析試料を採取し、精密元素分析および微小領域同位体分析を行う。さらに、年度末にかけて、これまでの分析結果、調査結果をもとに全員でワークショップ開催して、分析手法の開発を協議する。

Causes of Carryover

2016年7月に，研究代表者が急病で入院する事態となり，原料原産地調査等の予定の研究を実施することが困難となった．しかし，2016年度末の時点で研究代表者の体調は完全な状態となり，研究遂行には何ら問題が生じない状況である．

Expenditure Plan for Carryover Budget

2016年度の計画実施予定であった，製鉄原料の原産地調査を改めて実施するとともに，当初予定の2017年度計画を完全実施する．

Research Products

• [Journal Article] Distinct metamorphic evolution of alternating silica-saturated and silica-deficient microdomains within garnet in ultrahigh- temperature granulites: an example from Sri Lanka. (2016)
  • Author(s): Dharmapriya, P. L., Malaviarachchi, Sanjeewa P. K., Kriegsman, Leo M., Sajeev, K., Galli, A., Osanai, Y., Subasinghe, N. D., Dissanayake, C. B.
  • Journal Title: Geoscience Frontiers Volume: 7 Pages: in press
  • DOI: doi.org/10.1016/j.gsf.2016.11.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] UHT granulites of the Highland Complex, Sri Lanka I: Geological and petrological background (2016)
  • Author(s): Osanai, Y., Sajeev, K., Nakano, N., Kitano, I., Kehelpannala, W.K.V., Kato, R., Adachi, T., Malaviarachchi, S.P.K.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 145-156
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.151227
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] UHT granulites of the Highland Complex, Sri Lanka II: Geochronological constraints and implications for Gondwana correlation (2016)
  • Author(s): Osanai, Y., Sajeev, K., Nakano, N., Kitano, I., Kehelpannala, W.K.V., Kato, R., Adachi, T., Malaviarachchi, S.P.K.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 157-169
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.151230
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sr and Nd Isotopic evidence in metacarbonate rocks for an extinct Island arc ocean system in East Antarctica (2016)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Takazawa, E., Tsuchiya, N., Grantham, G.H., Kawakami, T., Ishikawa, M., Osanai, Y.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 170-180
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.151029a
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Late Permian plume related; magmatism and tectonothermal events in the Kontum Massif, central Vietnam (2016)
  • Author(s): Owada, M., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Kitano, I, Tran Van Tri, Kagami, H.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 181-195
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.151019b
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Low temperature eclogite facies bauxite from the Red River shear zone in Vietnam: Its evolution and significance (2016)
  • Author(s): Nakano, N., Osanai, Y., Nam, N.V., Tri, Tran Van
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 196-210
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.150727
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Prograde and retrograde evolution of eclogites from the Bantimala Complex in South Sulawesi, Indonesia (2016)
  • Author(s): Setiawan, N.I., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Yonemura, K., Yoshimoto, A.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 211-225
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.150907
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detrital zircon provenances for metamorphic rocks from southern Sor Rondane Mountains, East Antarctica: A new report of Archean to Mesoproterozoic zircons (2016)
  • Author(s): Kitano, I., Osanai, Y., Nakano, n., Adachi, T.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 111 Pages: 118-128
  • DOI: doi.org/10.2465/jmps.151001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 遊牧国家匈奴の形成と鉄器生産 (2016)
  • Author(s): 笹田朋孝
  • Journal Title: 『キルギスとその周辺地域における遊牧 社会の形成』2016年度科学研究費基盤研究（B）海外学術調査「ユーラシア古代遊牧 社会形成の比較考古学」（課題番号：2530040）」論文集 Volume: 1 Pages: 67-76
• [Journal Article] モンゴル国における日本隊による考古学発掘調査(2015年) (2016)
  • Author(s): 笹田朋孝
  • Journal Title: 日本モンゴ ル学会紀要 Volume: 46 Pages: 87-89
• [Presentation] 古代モンゴルの製鉄炉の特色とその変遷 (2017)
  • Author(s): 笹田朋孝, L.イシツェレン
  • Organizer: 一般社団法人 日本鉄鋼協会第173回春季講演大会
  • Place of Presentation: 首都大学東京（東京都八王子 市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 匈奴の製鉄炉－2016年度の二件 の発掘調査成果を中心に－ (2017)
  • Author(s): 笹田朋孝, L.イシツェレン, Ch.アマルトゥブシン
  • Organizer: 第18回北アジア調査研究報告会
  • Place of Presentation: 札幌 学院大学（北海道江別市）
  • Year and Date: 2017-02-18
• [Presentation] モンゴルにおける共同研究の成果と今後の展望 (2016)
  • Author(s): 笹田朋孝
  • Organizer: 『古代ユーラシア アイ アンロードの探求』第9回国際学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 四川における研究成果と中国の製鉄研究 (2016)
  • Author(s): 槙林啓介
  • Organizer: 『古代ユーラシア アイアン ロードの探求』第9回国際学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Archaeometallurgy in Japan (2016)
  • Author(s): Yasuyuki Murakami
  • Organizer: Historical Metallurgy Society Research in Progress Meeting
  • Place of Presentation: University of Birmingham, UK
  • Year and Date: 2016-11-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 地球科学的高精度分析に基づく唐津市・堂の前遺跡出土玄武岩製石斧の原産地推定 (2016)
  • Author(s): 足立達朗，田尻義了，中野伸彦，小山内康人
  • Organizer: 平成２８年度九州考古学会総会
  • Place of Presentation: 九州大学西新プラザ（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-26 – 2016-11-27
• [Presentation] 石製資料の地球科学的分析に基づく原産地推定 (2016)
  • Author(s): 田尻義了
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-20
  • Invited
• [Presentation] スリランカ・ハイランド岩体およびワンニ岩体に分布する高温変成岩の全岩化学組成 (2016)
  • Author(s): 北野一平，小山内康人，中野伸彦，足立達朗
  • Organizer: 日本鉱物科学会2016年年会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-23 – 2016-09-25
• [Presentation] 青銅器の鋳型と鋳型状製品について (2016)
  • Author(s): 田尻義了
  • Organizer: 第65回埋蔵文化財研究会
  • Place of Presentation: 福岡市博物館
  • Year and Date: 2016-09-11
  • Invited
• [Presentation] モンゴル・アルタイ山脈，粗粒藍晶石を含む泥質片岩中の紅柱石と珪線石 (2016)
  • Author(s): 中野伸彦，小山内康人，足立達朗，大和田正明，Satish-Kumar Madhusoodhan，Jargalan Sereenen，Kundyz Syeryekhan
  • Organizer: 日本地質学会第１２３年学術大会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-12
• [Presentation] 東南極セールロンダーネ山地北部に産するFe-Alに富むグラニュライト中の黒雲母-石英シンプレクタイト (2016)
  • Author(s): 馬場壮太郎，小山内康人，中野伸彦，外田智千，足立達朗，豊島剛志
  • Organizer: 日本地質学会第１２３年学術大会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-12
• [Presentation] 南部北上山地，カンブリア紀甫嶺珪長質岩類の産状について (2016)
  • Author(s): 土谷信高，足立達朗，中野伸彦，小山内康人
  • Organizer: 日本地質学会第１２３年学術大会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-12
• [Presentation] 弥生時代における金属器装身具の展開 (2016)
  • Author(s): 田尻義了
  • Organizer: 嶺南考古学会九州考古学会第12回 合同考古学大会
  • Place of Presentation: 韓国東亜大学
  • Year and Date: 2016-08-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] “在地土器”の製作者：渡来人集落における朝鮮半島系土器と在地系土師器の関係 (2016)
  • Author(s): 石田智子，足立達朗，田尻義了，小山内康人，小澤佳憲
  • Organizer: 日本文化財科学会第33回大会
  • Place of Presentation: 奈良大学文学部（奈良県奈良市）
  • Year and Date: 2016-06-04 – 2016-06-05
• [Presentation] スリランカ超高温変成岩の岩石学・年代学 (2016)
  • Author(s): 小山内康人，Krishnan Sajeev，中野伸彦，北野一平，Kehelpannala Wilbert，加藤涼介，足立達朗，Malaviarachchi Sanjeewa
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県幕張）
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [Presentation] モンゴル・アルタイ地域に認められる異なる変成履歴 (2016)
  • Author(s): 中野伸彦，小山内康人，大和田正明，Satish-Kumar Madhusoodhan，足立達朗，Jargalan Sereenen，吉本 紋，Syeryekhan Kundyz，Boldbaatar Chimedtseie，Puntsagdamba Nomintsetseg，Boldbaatar Dolzodmaa
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県幕張）
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [Presentation] LA-ICP-MS Zircon U-Pb ages for metamorphic rocks from the Highland and Wanni Complexes, Sri Lanka (2016)
  • Author(s): 北野一平，小山内康人，中野伸彦，足立達朗
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会（国際セッション）
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県幕張）
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 中部ベトナム，コンツム地塊に産するプルーム起源マグマと火成・変成作用 (2016)
  • Author(s): 大和田正明，小山内康人，中野伸彦，足立達朗，北野一平，チャン バン チ，加々美寛雄
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県幕張）
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26