陶磁器の岩石学

陶磁器岩石学（または陶磁器岩石学）は、偏光顕微鏡下で陶磁器やその他の無機材料の鉱物学的および微細構造的構成を調査し、遺物の起源と技術の側面を解釈する実験室ベースの科学的考古学的手法です。[1]

陶磁器の岩石学は、慎重な試料調製を伴います。陶磁器材料の薄片を約0.03mmの厚さまで丁寧に研磨し、スライドガラスに載せます。これらの薄片を用いることで、陶磁器の内部構造を観察し、鉱物相、結晶構造、組織的特徴の同定を容易にすることができます。陶磁器の岩石学の手法は、光学鉱物学、薄片岩石学、土壌微細形態学 など、様々な分野の原理に基づいています。

方法

科学者が陶器の元素組成を確かめるために採用できる科学的手法は複数ありますが、最も一般的な 4 つの方法を以下に示します。

LA-ICP-MS（レーザーアブレーション-誘導結合プラズマ-質量分析法）

LA-ICP-MSの仕組みの図

ますます利用が進んでいる手法の一つに、LA-ICP-MS法があります。[2] LA-ICP-MS法では、レーザービームを試料表面に集光し、試料を蒸発させて高温プラズマを形成します。このプラズマは誘導結合プラズマ（ICP）源に導入され、そこでさらにイオン化と励起が起こります。生成されたイオンは質量分析計（MS）を用いて分析されます。[3]

XRF（蛍光X線）

XRF（蛍光X線分析）も一般的な分析法であり、セラミックサンプルの定性・定量データの両方に有用です。二次（蛍光）X線の変化を分析することで、科学者はセラミックに含まれる様々な元素を非常に正確に特定することができます。[4]

EPMA（電子板分析）

EPMAは、試料に電子ビームを照射し、特性X線を放出させることで元素組成を決定します。これらのX線を検出・分析することで、元素を特定します。高精度なEPMAは、材料科学、地質学、その他の分野で広く利用されています。材料特性の理解や原子レベルの詳細分析に役立ちます。検出されたX線を既知の標準物質と比較することで、EPMAは試料中に存在する元素を定量します。[5]

SEM-EDS（走査型電子顕微鏡／エネルギー分散型分光法）

SEM-EDSは、走査型電子顕微鏡（SEM）とエネルギー分散型X線分光法（EDS）を組み合わせたもので、セラミックスの表面と元素組成を分析します。SEMは電子ビームで試料を走査し、表面形態の高解像度画像を作成します。同時に、EDSは試料から放出される特性X線を検出し、元素組成に関する情報を提供します。SEM-EDSは、材料科学や地質学において、微小スケールの特徴の研究、材料の同定、元素組成の分析に広く利用されています。幅広い試料の表面特性と元素組成を理解するための強力なツールです。[6]

歴史と用途

陶磁器岩石学は、学術考古学研究および商業考古学において、様々な問題に対処するために用いられています。共通の目標は、陶器の移動とそれに関連する貿易を、その起源の特定を通して追跡することです。陶磁器岩石学における起源推定の原則は、「粘土内の鉱物や岩石の包有物は、陶器の産地の地質を反映している」[7]という事実と、陶工が陶磁器の原材料​​を長距離輸送しなかったという事実に基づいています。[8]

同様に重要な懸念事項は、古代陶磁器生産の性質、そしてそれが陶工の知識、技能、アイデンティティ、そして伝統において持つ意味です。合成素材である陶磁器は、「人間の意思決定と材料の相互作用を示す繊細な指標」です。[9]粘土ペーストの調製、成形、焼成といった工程の微細構造的証拠を調査することで、陶磁器岩石学者は陶磁器工芸品の生産過程を再現することができます。

陶磁器の岩石学は、アンナ・O・シェパード[10]の研究によってアメリカ南西部で始まりましたが、20世紀後半には旧世界で主に発展しました。その他の初期の研究としては、英国のデイヴィッド・ピーコックとその弟子たちの研究があります[11]。

陶磁器の岩石学は、イギリスの陶磁器の解釈に引き続き適用されており[12] [13] [14]、先史時代のエーゲ海で多用されている。[15] [16] [17]米国では、このアプローチはあまり普及していないが、定量的岩石学の分野で重要な貢献がなされてきた。[18]陶磁器の岩石学を拡張するその他の試みには、自動画像分析の使用、[19]陶磁器の薄片内の微細化石の古生物学的分析[20]および遺物の岩石学的および化学的データの組み合わせた統計的分類が含まれる。 [21]

考古学的集落における陶磁器岩石学の例:

線状土器文化

紀元前5550年から紀元前4500年頃にかけてのヨーロッパ新石器時代文化である線状土器文化（LBK）の研究において、陶磁器の岩石学が広く活用されてきました。岩石学分析により、考古学者は線状土器文化の陶磁器を分類し、年代順に並べることが可能になりました。また、原材料の調達、交易ルートの把握、そして様々な生産方法を分析することも可能になりました。LBK陶器の鉱物組成と微細構造を調査することで、研究者は原材料の地質学的供給源を特定し、調達戦略や交換ネットワークを明らかにしてきました。さらに、岩石学分析は、粘土の選択、成形技術、表面処理、焼成方法など、陶器の製造に関する知見を提供し、技術の進歩や文化的慣習の理解に貢献しています。陶磁器の岩石学分析を通して、考古学者は限られた資料からでも、この文化についてより深く理解できるようになりました。実際、陶磁器の岩石学は、新石器時代ヨーロッパのより広い文脈の中で、LBKの類型、年代学、原材料調達、貿易ネットワーク、技術革新に光を当ててきました。[22]

パブロペトリ

陶磁器の岩石学は、発掘や遺物の分析がはるかに困難な水中の場所でも活用されてきました。例えば、紀元前3500年頃～1500年頃の海底都市パヴロペトリでは、科学者たちは岩石学を用いて水中の陶器の鉱物組成と微細構造を解析し、パヴロペトリの住民が用いていた交易路、生産方法、その他様々な文化的慣習についての知見を得ることができました。この分析から、研究者たちはパヴロペトリとミノア文明時代のクレタ島の交易との関連性を解明することができました。[23]

唐と宋の時代

唐代と宋代（紀元618年頃～1279年） の遺物も発掘され、陶磁器の岩石学を用いた分析が行われ、貿易関係や様式的要素に関する豊富な情報が明らかになりました。上海の唐代は、三彩陶器とその鮮やかな色彩でよく知られています。これらの遺物を分析することで、科学者たちは時系列的な貿易の軌跡を辿ることができ、海上貿易が確立されたのは後世になってからであることが明らかになりました。

唐代の陶磁器（紀元607年頃～918年頃）

青龍鎮は王朝の中心地であり、近隣の島々と広範な繋がりを持つ、繁栄した海上経済の拠点でした。実際、青龍とその周辺地域の陶器の分析を通して、考古学者たちは唐と宋の時代に、ペルシャ人、アラブ人、ヒンドゥー教徒のインド人、マレー人、ベンガル人、シンハラ人、クメール人、チャム人、ユダヤ人、そして近東のネストリウス派キリスト教徒との交易関係があったことを発見しました。この広大な交易ネットワークは、当時の陶磁器の多様な色彩と素材を説明するのに役立ちます。[24]

その他の用途

薄片考古学的岩石学は、陶器に加えて、石膏、モルタル、日干しレンガ、石器など、様々な遺物に適用できます。[25]また、アマルナ文字[26]やハットゥシャ[27]および南レバントの文書館から出土した楔形文字板[ 28]の起源や技術の研究にも使用されました。

陶磁器の岩石学に関する学術論文は、Archaeometry、Journal of Archaeological Science、Geoarchaeologyなどの学術誌や編集された書籍に掲載されることが多い。[29] [30] [31]岩石学の研究は、国際考古測定シンポジウム、ヨーロッパ古代陶磁器会議、陶磁器岩石学グループの会議で頻繁に発表される。

参考文献

  1. ^ Quinn, PS 2013.「陶岩岩石学：薄片による考古学的陶器と関連遺物の解釈」Archaeopress、オックスフォード。
  2. ^ 「レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法（LA-ICP-MS）」。
  3. ^ Marieke Vannoorenberghe、Dimitri Teetaert、Eric Goemaere、Thibaut Van Acker、Joke Belza、Erwin Meylemans、Frank Vanhaecke、Philippe Crombé、「ベルギー、スヘルデ川渓谷の新石器時代の陶器の分析におけるLA-ICP-MSと岩石学の相補性」、Journal of Archaeological Science: Reports、第42巻、2022年
  4. ^ Ask A Scientistスタッフ、「XRF（X線蛍光）とは何か、そしてどのように機能するのか？」、ThermoFisher Scientific、https://www.thermofisher.com/blog/ask-a-scientist/what-is-xrf-x-ray-fluorescence-and-how-does-it-work/、2020年1月28日
  5. ^ 小堺守、榛原幸雄、CaO-SiO2 ガラスはんだを使用した窒化ケイ素セラミックスの接合、編集者: 水谷 直、明石 K.、木村 T.、大野 S.、吉村 M.、丸山 T.、斉藤 Y.、K. Przybylski、J. Stringer、H. 川村、J.-K. Guo、RO Ritchie、O. フクナガ、O. Kamigaito、K. Kijima、JB MacChesney、ZA Munir、MI Boulos、Y. 宮本、Z. 中川、M. Mitomo、K. Komeya、R. Metselaar、TY Tien、Advanced Materials '93、Elsevier、589-592 ページ、1994
  6. ^ Ask A Scientist スタッフ、セラミック材料の特性評価：走査型電子顕微鏡による画像化と元素分析、ThermoFisher Scientific、https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/MSD/Application-Notes/desktop-sem-ceramics-an0130.pdf
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  10. ^ シェパード, AO 1936. 『ペコス陶器の技術』キダー, A. とシェパード, A. O (編) 『釉薬・塗料、料理用具、その他の食器』ペコス陶器第2巻. イェール大学出版局, ニューヘイブン: 389–588.
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