考古学では、発掘によって明らかになる遺構と出土遺物をもとに、その遺跡を研究することから、出土遺物の物質化学的研究は大変重要な意味を持っている。しかし、このような研究において、考古遺物を分析装置のある場所まで持ち出すことが最大の障害となる。特に最近は、エジプトの遺跡から出土した遺物を国外へ持ち出すことが禁止されているため、日本で分析することができなくなっている。ポータブル分析装置はこのような問題を解決する最善の方法である^1）ことから、我々は2001年度からポータブル分析装置を用いて、エジプトシナイ半島のトゥール、ラーヤ及びワーディー・アットゥール修道院遺跡からの出土遺物について、ガラスを中心に陶器、銅や青銅などの金属製品、木・石製品、骨について、現地において分析を行っている。その概要を別稿で報告した^2）。ガラス遺物については考古学的な研究が進んでおり、器形による分類がすでになされているので^3）、2002年度の調査では、化学分析の必要性の高い出土ガラスに着目して分析を行った。本稿では、現在までに解析されている研究結果の概要について報告する。

　

　ポータブル蛍光X線分析装置OURSTEX140プロトタイプをシナイ半島トゥール遺跡研究施設（通称トゥールハウス）に設置し、発掘調査隊（隊長：川床睦夫）において蛍光X線による元素分析を行った。

　

　今回の調査で用いた蛍光X線分析装置は、本研究室がアワーズテック（株）（大阪府寝屋川市）と共同で考古資料のフィールド分析用に開発した装置である。装置はX線管の高圧発生部、分光ヘッド部、計数回路コントローラー部、小型真空ポンプ及びノートパソコン部から構成されている。詳細については別稿で紹介しているので参照されたい^2）。本装置は従来の装置と比較して、より高分解能のスペクトルが得られるため、実験室系の装置を凌ぐ良質なデータを「その場分析」において得ることができることが最大の特長である。また、資料を大気下・非破壊で分析できるため、不定形や大型の資料の分析を容易に行うことができ、考古資料の分析に大変有用である^1）。

　

　測定条件を表1に示す。分析はすべて大気中で行い、測定スペクトルはノートパソコンに記録した。本年度分析した考古試料の内訳を表2に示す。分析試料はガラスが最も多く200点以上に及んでいる。測定したガラス片は、ラスター彩、刻線カット、旋盤カット、練り込み装飾、型装飾、器具装飾などの装飾が施されたものや、完形のクフルビン、グラスウェイト、ガラスビーズなどである。その他にラスター彩陶器やフィルター、銅製のランプなども分析した。

　測定して得られたスペクトルにおいて、各元素のピークからバックグラウンドを差し引いて蛍光X線の強度を求めた。データ解析にはこのようにして得られた蛍光X線の強度をパラジウム（Pd）の散乱線の強度で規格化した値を用いた。ある元素についての蛍光X線の強度は近似的にはその試料に含まれる濃度に比例するが、そのまま元素の濃度を示しているわけではないということに注意する必要がある。そのため本研究では、励起X線源であるパラジウムの散乱線（Pd Compton）の強度で規格化した値や元素強度比を用いて試料間の比較を行っている。濃度に変換して定量的な値を得るためには各種補正が必要で、現在その補正プログラムがアワーズテック（株）によって開発されている。

　

　今回は、色や装飾技法によって分類が可能なガラスに特に着目して分析を行った。その中でラーヤ遺跡から最も多く出土するタイプであるが、外見からでは分類することが困難な20点の無装飾ガラス片について、化学組成からの特性化を試みた。20点の試料のリストを表3に、また、試料を写真1（カラー図版3）に示す。これらの1から20の番号をつけたガラスは外見で色を判断しながら褐色から緑色、青色にかけてグラデーションがつくように並べたものである。隣同士では色が似ていて微妙な色合いなため、肉眼では識別することは困難である。蛍光X線分析で得られた測定スペクトルの一例を図1に示す。出土ガラスにはケイ素（Si）、塩素（Cl）、カリウム（K）、カルシウム（Ca）、チタン（Ti）、鉄（Fe）、ストロンチウム（Sr）が含まれており、その他マンガン（Mn）、亜鉛（Zn）、臭素（Br）、鉛（Pb）なども検出された。なお、スペクトル上には、装置に用いられている材料由来の銅（Cu）、ジルコニウム（Zr）や、励起X線源として用いているパラジウムによるピークも観察されるが、これらの元素は解析データに含めていない。

　各試料に対して分析を行った結果、特に存在量の違いが顕著であった元素はマンガン、鉄、臭素、ストロンチウム、鉛であった。各元素のピーク強度を散乱X線強度で割って規格化を行った値を縦軸に、試料番号を横軸にプロットした図を図2に示す。この図から、試料1〜10はマンガン、臭素、ストロンチウム、鉛をほとんど含んでいないのに対し、試料11〜19は相対的にマンガン、ストロンチウム、鉛の含有量が多いことがわかる。また、臭素は試料12、14〜19に含まれているが、他では検出されなかった。試料20については他のガラス片とは明らかに違う組成を有している。この結果より褐色から緑色、青色へと色が変化する1〜20のガラスは、試料1〜10、試料11・13、試料12・14〜19、試料20という4つのグループに分類できることがわかった。今後の研究により、製造地や年代との対応が可能になるであろう。

　ガラスの発色については遷移金属が大きな役割を持つ^4）。本装置で検出できた元素に着目すると、褐色から緑色にかけては鉄が、緑色から青色にかけてはマンガン、鉄、鉛が発色に寄与していると考えられる。一般に青色を発色させるといわれているコバルト、銅については、装置に由来するピークの妨害により強度の詳細な比較ができなかった。

　

　中近東およびヨーロッパの遺跡から出土するガラスのほとんどはソーダ石灰ガラスである。イスラーム時代のガラスについては、ガラスの化学組成分析結果からガラスの製造原料の推定が行なわれている。これらは推定される原料により大きく、8世紀以前のローマ・ガラス成分（低マグネシウム、低カリウム）と、9世紀以降のイスラーム・ガラス成分（高マグネシウム、高カリウム）とに分類されている^5）。

　本研究では装飾技法により分類された出土ガラスについて蛍光X線分析を行い、化学組成からの分類を試みた。マグネシウムについてはスペクトル上でピークの確認はできたが、装置の感度が不十分であり、試料間で顕著な差異は認められなかったので結果としては用いていない。ここで対象としたガラス180点は全てソーダ石灰ガラスであったが、測定したガラスの中にはわずかながら鉛ガラスも含まれていた。測定結果から得られたカリウムのピーク強度をパラジウムの散乱強度で規格化した値と、同様に規格化したカルシウムの値をプロットしたものが図3（カラー図版4）である。この図からカリウムに富み、カルシウムが少ないものとカリウムが少なく、カルシウムに富むものがあることがわかった。そこで、その差が顕著になるようにカリウムとカルシウムの比（K/Ca）を横軸に、ストロンチウムの強度と励起X線の散乱強度との比（Sr/Pd Compton）を縦軸にプロットしたものを図4（カラー図版4）に示す。この図に見られるように、出土ガラス180点は大きく2つのグループに分かれることがわかる。一つは低ストロンチウム・低カリウム・高カルシウムのAグループ、もう一つはその他のBグループである。Aグループはカリウムが少なく、比較的近い組成の原料（ソーダ源としてナトロンの可能性が示唆される）を用いたローマ・ガラス成分に近い組成の可能性がある。こちらには主に青緑色のガラスや刻線ガラスが含まれていた。また、無装飾ガラスや器具装飾ガラスはどちらのグループにも分布していた。プロットの分布の広がりの大きいBグループの中には、様々な装飾技法のガラスが含まれている。その中でもビザンツ帝国様式を持つランプ（5点）に着目すると、ある一定の分布にまとまっていることがわかった。分布の広いBグループの中に小グループが認められることから、今後は他の元素についても考慮すれば、さらに分類することが可能であろう。また、3.1で測定した20点のガラスについても同様にプロットしたところ、試料1〜10、11、13、20はAグループに、臭素を含む試料12、14〜19はBグループに属することが分かった。臭素は海水や岩塩中に比較的多く含まれているため、これらのガラスは海草や塩湖近辺の植物灰をガラス原料のアルカリ源として用いていた可能性も考えられる。

　

　今回の測定から、外見からは判別の困難な無装飾の色ガラスについても、蛍光X線分析により得られた化学組成を用いて分類することが可能であることがわかった。これらのガラスは微量成分の組成が特徴的であることから、見た目は同様でも使用されている原料や製造年代、もしくは製造場所が異なる可能性が考えられる。

　一方、装飾ガラス片について化学組成から分類を行ったところ2グループに大別され、Aグループには青緑色ガラスに褐色ラスターが施されたタイプのラスター彩ガラス、大部分の無装飾ガラス及び器具装飾ガラス、線カットガラス、刻線ガラスが含まれていた。一方、Bグループには多彩ラスター彩ガラス、消色ガラス、一部の無装飾ガラス、刻線ガラス及び器具装飾ガラスが含まれていた。その他、ビザンツ帝国のランプ片はカルシウムとストロンチウムが比較的多く、カリウムが少ないという傾向が見られ、Bグループの中でも特異的な分布を示した。この指標を用いれば出土ガラスを分類することが可能であることが分かった。なお、AとBのグループをそれぞれカリウムが多いものと少ないものとして考えたとき、Brillが報告しているようなローマ・ガラス成分とイスラーム・ガラス成分とに分類されるかどうかについては、現在さらに検討を行っている。