平成２５年１２月１８日 岡山市立オリエント美術館 高輝度光科学研究センター 東京理科大学

SPring-8 を使った古代美術品分析

ササンガラスの起源解明に期待

奈良正倉院に所蔵された宝物の「白瑠璃碗（はくるりのわん）」や「瑠璃杯（る

りのつき）」に代表されるササンガラス（※1）器については、その由来に不明

な点が多々あります。これらの製作方法、製作年代、製作場所などを特定する

にあたっては、ガラス器に含まれる微量の元素を検出する、蛍光 X線分析法（※

2）が有効とされています。それはガラス器に含まれる微量元素の多くが、希土

類元素（レアアース）を中心とした重元素で、その含量が原料の採取地によっ

て大きく異なっているためです。これらの重元素を、高エネルギーの X 線を用

い、高感度で検出することで、ガラス器の起源（製作地や製作年代）解明の手

がかりを得ることが出来ます。

SPring-8（※3）は高エネルギー放射光施設であり、高エネルギーX 線を発生

するため、ウランを含むすべての元素を高感度で測定可能です。本研究におい

て、岡山市立オリエント美術館（大塚利昭館長）の四角隆二副主査学芸員、学

校法人東京理科大学（中根滋理事長）の中井泉教授、阿部善也助教、公益財団

法人高輝度光科学研究センター（土肥義治理事長）の八木直人コーディネータ

ー、櫻井吉晴グループリーダー、伊藤真義研究員は、SPring-8の高エネルギーＸ

線を生かし、非破壊でガラス工芸品の分析を行う手法を開発しました。これに

よって貴重な考古学資料や美術品を壊すことなく計測することが可能となり、

今後の古代ガラスに関する文化的研究への応用が期待されます。

今回の研究では、岡山市立オリエント美術館が資料を提供しました。その主

なものは、ササン朝時代（226～651年）に製作されたガラス工芸品およびその破片でした。SPring-8を用いた分析の結果、型式学的特徴から初期ササンガラス

に比定される突起装飾碗（3～4世紀）にはレアアースなどの重元素が多く含まれ、後期ササンガラスに比定される円形切子碗（6～7世紀）にはそうした重元素が少ないことが明らかとなりました。こうした組成の違いは、利用した原料

の違いを反映しており、本実験により、非破壊でササンガラスの製作年代を推

定できる可能性が示されました。

本研究は、最先端の放射光分析技術を、古来より伝わる正倉院宝物の理解、

すなわち文化財の謎の解明へと適用したものです。放射光科学が広範な学術研

究を支えていることを示すと同時に、その重要性・有用性を誰もが等身大で理

解・実感できる成果と言えます。今後はこれらの成果を学会等で発表してゆく

とともに、今後この蛍光 X線分析だけでなく、SPring-8で利用できる高分解能 X

線イメージング、高精度 X線回折などの手法も用いて、所蔵する多くの美術品・

考古学資料の分析を行い、それらの理解をさらに深めていきたいと考えていま

す。

＜研究内容＞ 岡山市立オリエント美術館 学芸員 四角 隆二 （しかく りゅうじ） TEL： ０８６－２３２－３６３６ E-mail：ryuuji_shikaku@city.okayama.jp

＜報道対応＞ 岡山市立オリエント美術館 TEL：０８６－２３２－３６３６ FAX：０８６－２３２－５３４２ E-mail：orient@city.okayama.jp

研究の背景

「奈良はシルクロードの終着点」といわれ、遥か西方の文物がアジアを経て

日本にまで到来していました。この史実を如実に体現しているのが、奈良正倉

院に所蔵された宝物の数々です。中でも「白瑠璃碗（はくるりのわん）」に代表

されるガラス器は、収蔵されてから今日に至るまで千年以上全く色あせること

なく、日本へと伝えられた当時のままの姿を残しています。正倉院に所蔵され

たガラス器は、西アジアから日本に至る陸と海の交易路「陸と海のシルクロー

ド」を経て伝えられたものと考えられます。特に白瑠璃碗については、きわめ

てよく似たガラス器（円形切子装飾碗）が、かつてササン朝が栄えた現代のイ

ランやイラクで発見されていることから、ササン朝ペルシアで作られたササン

ガラスが伝えられたものと考えられ、日本と西方とを繋ぐ重要な資料です。

古代ガラスの流通を議論する上で重要となるのはその起源、すなわち原料の

採取地や、ガラス自体の製作地です。古代ガラスに含まれる微量元素、特に希

土類元素（レアアース）などの重元素の量（濃度）は、その原料の種類や採取

地を反映するため、層位情報をもつ考古遺跡出土品の分析値と比較することで

製作年代や起源解明の手がかりを得ることができます。しかしこうした重元素

は、古代ガラス中に ppm（※4）レベル、またはそれ以下のごく低濃度で含まれ

るため、高感度な分析法が必要となります。一般的にこうした微量重元素の分

析に用いられる ICP質量分析（※5）などの方法は、古代ガラスの持つ資料性を

度外視した破壊分析であり、破片などには適用できますが、美術的価値の高い

完形のガラス資料に適用することはできません。非破壊で古代ガラスの組成分

析を行う場合には蛍光 X線分析法が有効ですが、通常の装置では ppmレベルの

微量な重元素を検出することが困難であるため、強力かつ高エネルギーの放射

光 X線が必要不可欠です。

その一方で、近年イラクの考古遺跡から発掘されたササンガラスに対して微

量重元素分析が行われ、重元素（特にレアアース）の濃度が時代と共に変化し

ていく傾向が示されました。しかしながらこの研究は、型式的な特徴に乏しい

破片に対して行われた破壊分析でした。今日私たちの目に映る様々な形のササ

ンガラス容器に対しては、限られた発掘情報から製作年代が推定されてはいる

ものの、こうした化学的な裏付けはなされていません。ササンガラス容器を壊

すことなく、微量に含まれる重元素を分析できれば、破片の分析データとの比

較から、その製作年代が推定できると期待できるのです。

そこで本研究では、SPring-8 BL08Wの高ネルギー放射光蛍光 X線分析を美術

館所蔵の古代ガラス、特にササンガラスに適用することで、その起源を化学的

に考察する研究を行いまた。これまで中井ら東京理科大学のグループは、

SPring-8のビームライン BL08Wで高エネルギー蛍光 X線分析手法を開発し、法

科学資料、地球化学試料、文化財資料などにおいてその有用性を示してきまし

た。その経験を活かして、岡山市立オリエント美術館所蔵の貴重な古代ガラス

に対して SPring-8の高エネルギー放射光を励起光とする非破壊蛍光 X線分析を

行い、ppmレベルの微量重元素成分に着目した起源解明を行いました。

研究成果の内容

ガラス資料を安定な台に載せ、レーザービームを用いて分析位置を調整し、

高エネルギーX線を照射し、発生した蛍光X線を半導体検出器で記録しました。

1点あたりの測定時間は 15～30分としました（図 1）。

ここでは白瑠璃碗と同形のササンガラス（円形切子装飾碗）と、貝殻のよう

な装飾を持つガラス（突起装飾碗）の 2 種類の型式のガラスの分析結果を示し

ています。様式に基づく考古学研究の成果から、突起装飾碗の製作年代は 3～4世紀頃、円形切子装飾の製作年代は 6～7世紀頃と比定されています。得られたスペクトルの形状を比べてみると、検出された重元素のピークに明確な違いが

認められ、型式に応じて重元素の濃度が異なる可能性が示されました（図 2）。

そこで検出されたピークの大きさから各重元素の濃度を算出し、本研究により

非破壊で得られたササンガラス容器の分析値と、破壊分析によって得られてい

た破片のデータとを比較しました。レアアースであるランタン（La）とセリウ

ム（Ce）の濃度を比較した結果、分析した 2点の突起装飾碗は初期ササン（3～

4 世紀）の、4 点の円形装飾切子碗は後期ササン（6 世紀頃）のデータと非常に

よく対応し、考古学的研究から推定されていた製作年代を化学的に裏付けるこ

とができました（図 3）。こうした組成の違いは、利用された原料の違いを反映

していると考えられます。本研究により、非破壊でササンガラスの製作年代お

よび起源を推定できることが示されました。これは世界初の試みです。

研究の意義と今後の展開

本研究はきわめて新規性の高い考古化学研究です。高エネルギー蛍光 X 線分

析という SPring-8 ならではの分析手法を用い、貴重な文化財に放射光の光を当

て、考古学上の重要問題を解明するという点が最大の特色です。現在行われて

いる古代ガラスの微量元素分析は基本的に破壊分析であるため、本研究で対象

とするような美術館の完形品の分析は断念されてきました。本研究は、貴重な

ガラス工芸品でも、SPring-8の高エネルギー放射光を用いれば完全非破壊かつ高

感度に微量重元素を分析できることを世界に提示しています。また、古代ガラ

スの専門家と放射光分析の専門家が共同して文理融合型の研究を進めることで、

両者の学際において最大の成果が得られるものと考えられます。

本研究で確立した古代ガラスにおける微量重元素の定量分析法により、貴重

な文化財の非破壊分析の道が開けました。また本研究の対象としたササンガラ

スは、「正倉院宝物」や「陸・海のシルクロード」といった国内考古学でも関心

度の高い重要なテーマとも深く関連し、本研究で得られる西方から古代日本へ

と至るガラスの伝播に関する新しい知見は、考古学に限らず歴史学、美術史に

おいても有用な情報です。

本研究は、最先端の放射光分析技術を、一般市民の関心の高い古代より伝わ

る正倉院宝物の理解、すなわち文化財の謎の解明へと適用したものです。放射

光科学が広範な学術研究を支えていることを示すと同時に、その重要性・有用

性を誰もが等身大で理解・実感できる格好の実例となっていなっています。岡

山市立オリエント美術館は、今後は蛍光 X 線による所蔵ガラスの分析の継続だけでなく、SPring-8で利用できる高分解能 X線イメージング、高精度 X線回折

などの手法を用いて、所蔵する多くの美術品・考古学資料の分析を行い、それ

らの理解をさらに深めていきたいと考えています。

＜用語解説＞ （※1）ササンガラス

サーサーンガラスとも言う（こちらの方が発音としては正しい）。ササン朝

（226-651 年）が治めたメソポタミア／イラン地域で製作されたガラスをさす。

ササン朝の政治的中心である中部イラク出土資料は調査年代が古い上、未報告

の遺跡が多く、1960 年代以降古物市場に大量に出回った伝イラン北部出土資料

は出自が不明確ないわゆる「盗掘品」であり、実態は不明確なまま今日に至っ

ている。ササンガラスには同時代の地中海周辺でつくられた、いわゆるローマ

ガラスの強い影響がみられるため、器形や製作技術、装飾技術だけで両者を区

別することは困難。

（※2）蛍光 X線分析

元素にＸ線を照射することによって、その物質を構成する原子の内殻の電子

が弾き飛ばされて空孔が生じ、そこへ外殻の電子が遷移する際に発生するＸ線

のこと。その波長は内殻と外殻のエネルギー差に対応するが、内殻・外殻のエ

ネルギー差は元素ごとに固有であるので、蛍光Ｘ線のエネルギーも元素に固有

である。このことから、蛍光Ｘ線のエネルギーを実験的に求めることにより、

測定試料を構成する元素の種類を分析することが可能であり、その強度を測定

することにより測定試料中の目的元素の濃度を求めることができる。蛍光Ｘ線

には、各元素について固有の、高エネルギーの K線と低エネルギーの L線がある。

（※3）大型放射光施設 SPring-8

理研が所有する兵庫県にある世界最高の放射光を生み出す放射光施設。放射

光とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、電磁石によって進行方向を曲

げた時に発生する、細く強力な電磁波のこと。SPring-8 では、この放射光を用

いて、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーや産業利用まで幅広い研究が行

われている。

（※4）ppm

濃度の単位。100 万分率（parts per million）のこと。1 kg の物質中に 1 mg

含まれている成分の濃度が 1 ppm であり、百分率の 0.0001%に相当する。

（※5）ICP質量分析 誘 導結合プラズマ質量分析法。 Inductively Coupled Plasma Mass

Spectrometry の略で、ICP-MS とも略される。測定サンプルを溶解して原子レベ

ルまでバラバラにしたのち、イオン化して原子の質量を測ることにより、元素

分析を行うことができる。

図 1 SPring-8 BL08Wでの測定の様子

図 2 型式的特徴の異なる２種類のガラス容器の測定値の比較

図 3 測定値と文献値の比較

お問い合わせ先

＜研究内容＞ 岡山市立オリエント美術館

副主査学芸員 四角 隆二 （しかく りゅうじ）

TEL： ０８６－２３２－３６３６

E-mail：ryuuji_shikaku@city.okayama.jp

＜報道対応＞ 岡山市立オリエント美術館 館長 大塚 利昭

TEL：０８６－２３２－３６３６ FAX：０８６－２３２－５３４２ E-mail：orient@city.okayama.jp ＜SPring-8に関すること＞ 高輝度光科学研究センター 広報室 TEL：0791-58-2785、FAX：0791-58-2786 E-mail：kouhou@spring8.or.jp