研究の動機

　小学２年のときに石器の採集に参加し、縄文人が作った見事な石斧（せきふ、いしおの）を見て感動した。その後いろいろな鉱石・鉱物の採集を続ける中で、縄文人は磨製石斧の石材は塩基性岩、打製石斧は緑色片岩というように、目的に応じて石材の性質を利用していたこと、磨製石斧や漁具などの接着剤として天然アスファルト（瀝青、れきせい）を利用し、土中の鉄バクテリアが作ったベンガラ（弁柄）を赤色顔料として使用していたことなどを知り、興味を深めた。

縄文時代の「赤色漆塗り櫛（くし）」復元を目指して

　2009年に磨製石器の研究のため、福井県・鳥浜貝塚（約１万2000～5000年前の縄文草創～前期の集落遺跡）を訪れ、色鮮やかな「赤色漆塗り櫛」（国重要文化財）を見た。その赤色は「ベンガラ」というある種の鉄で作られた顔料だと知った。これまでの鉱石・鉱物の採集の経験、集めた標本を生かしてベンガラの顔料を作り、赤色の漆塗りに挑戦することにした。

《ベンガラ》

江戸時代にインドのベンガル地方産が輸入され、この名がある。成分は酸化鉄で、赤鉄鉱などの鉱物由来と、顕微鏡観察でパイプ状の粒子が密集して見える鉄バクテリア由来の「パイプ状ベンガラ」がある。パイプ状ベンガラは湿地帯にある（あった）ことから「沼鉄」あるいは「高師（たかし）小僧」「鬼板」「鳴石」「鈴」などと呼ばれる。

《高師小僧》

植物の根や茎の周りに水酸化鉄（褐鉄鉱）が付着し固まったパイプ状ベンガラ。粘土層から多く出土し、植物が腐敗して穴があいた管状をしている。日本の全国各地で見られるが、愛知県豊橋市の高師原で多くが産出し、その形の面白さから「小僧」の名がある。他産のものまで「高師小僧」と呼ばれる。浜松市気賀地区にもあることを知り、実験用に採集した。

ベンガラ作りに挑戦〈１〉

◇高師小僧の焼成実験

　高師小僧（褐鉄鉱）を焼けばベンガラ（赤鉄鉱）になるはずだ。成分性質を比較し分かったのは、焼成の確認ポイントは、色が暗褐色（黄褐色）から「赤色」になること、磁性なしが「弱い磁性」に変わることだ。

【実験１】ガスバーナーで高師小僧を10分間焼成し、色の変化や磁性の有無を調べる。

《方法》

直径約8mm、長さ約17mm、重さ約１gの高師小僧を使用。磁性の程度は冷めてから、強力なフェライト磁石（60ミリテスラ）、超強力なネオジム磁石（180ミリテスラ、525ミリテスラ）を接触させ、持ち上がり具合で判断した。

《結果》

色は黒く、磁性も強いので赤鉄鉱とはいえない。

【実験２】ガスバーナーで20分間焼成する。

《結果》

色も磁性も実験１の結果とあまり変わらない。磁性はより強くなった気がする。

【実験３】焼成により、どのくらいの時間で磁性が出現するのか。

《方法》

高師小僧９個（磁性なし）をそれぞれ１分間、２分間…９分間焼成して磁性を調べる。

《結果》

すべてに強い磁性が現れた。燃焼時間が長くなれば、比例して磁性も強くなると予想したが外れた。

　これまでの実験では、色については、燃焼時間の長短にかかわらず灰色～黒色に変化し、目指す赤鉄鉱の赤褐色にならなかった。磁性に関しても、燃焼時間にかかわらず強い磁性になり、赤鉄鉱の弱い磁性とは異なった。高師小僧の内部は変化したのか。

【実験４】高師小僧の焼成による内部の色、磁性を調べる。

《方法》

高師小僧１個を10分間焼成。キッチンペーパーに包み、ゴム製ハンマーで軽くたたいて割り、内部の色、磁性を確認する。さらに全てを細かく砕いて（１mmメッシュ以下）、磁性を調べる。

《結果》

内部は黒っぽく濃い茶褐色に変色していた。中心部に鮮やかな赤褐色もあったが、磁性がかなり強く、赤鉄鉱とは異なった。細かく砕いても、黒っぽい粒の固まりが目立ち、実体顕微鏡で、金属光沢の粒が見られた。焼成温度1300℃が高すぎるのか。

【実験５】高師小僧を粉末にしてから焼成するとどうなるか。

《方法》

高師小僧をすりつぶし、粉末（1mmメッシュ以下）をフライパンにのせ、ガスバーナーで直接１分間、３分間加熱する。

《結果》

バーナーの炎（先端）を当てた瞬間から赤く変色した。３分間では粉末が固まった。磁性はともに強だった。炎の部位の違いか。

【実験６】高師小僧を炎の温度の高い先端、低い内部の青色炎で焼成し比べる。

《方法》

同じ重さの高師小僧２個を、各15分間焼成する。

《結果》

内部の炎では磁性が強、黒色化した。先端の炎では磁性が弱まって中となり、黒色化は起きなかった。赤鉄鉱にするには1300℃以上の高温が必要なのか。バーナーのない縄文人はどうしたのか。

【実験７】縄文時代を想定し、たき火で焼成する。

《方法》

実験材料の高師小僧の量が少なかったので、周囲の鉄分を含む粘土と混ぜ、その固まりをたき火（野焼き、温度800～900℃）の中に入れて約３時間焼いた。焼けた固まりを細かく砕き、磁性の強さを調べた。

《結果》

色はうすい肌色から灰色、黒色に変化したが赤みはほとんど帯びなかった。全体の約90％に強い磁性が現れた。

高師小僧（褐鉄鉱）は何になったのか？

　焼成物が黒色、強磁性などの特徴から酸化鉄グループの「磁鉄鉱」であると予想し、４つの実験を行った。

【実験１】焼成物と中宇利鉱山（愛知県）で採集した磁鉄鉱を、実体顕微鏡で観察した。

【実験２】強力磁石への反応・程度を比べた。

【実験３】水中でのpH値、沈降速度を比べた。

【実験４】パックテストで鉄成分を比べた。

《結果》

焼成物はパックテストで二価鉄と分かり、磁鉄鉱である可能性が高い。ベンガラの赤鉄鉱は三価鉄だ。これまでの方法では赤鉄鉱を作れない。高温のガスバーナー、さらに酸化物から酸素を奪う「還元炎」を使ったのが失敗だ。

ベンガラ作りに挑戦〈２〉

【実験１】七輪でフライパンを加熱することで、1300℃以下の温度、酸化的な条件を作り焼成する。

《方法》

材料は高師小僧や鬼板、粘土など13種類（粉末）。加熱温度の目安としてハンダ（融点200℃）、銅ロウ（同500℃）、アルミ硬ロウ（同700℃）を一緒に融かした。

《結果》

いずれも加熱で色が変化し、高師小僧や鬼板は燃焼温度が上がると赤みも濃くなった。

【実験２】焼成物に生漆を混ぜ、杉板に塗って色を調べた。

《結果と考察》

全て黒くなった。漆の成分ウルシオールが鉄に酸化され黒くなったもので「漆黒」という。「赤色漆」は漆にベンガラの赤鉄鉱を混ぜて作る。同じ鉄でも黒くならない。

【実験３】漆を塗る木材の種類とその発色の違い、混ぜる時間による違いを調べる。

《結果》

ヒノキと松、杉による違い、混ぜる時間での違いもなかった。

【実験４】水中での沈降速度の違いから、上澄み液にある微粒子を選別する（水ひ）。

《方法》

高師小僧、赤鉄鉱の焼成物の上澄み液を屋外で乾燥させ、微粒子粉末と漆を混ぜて塗った。

《結果》

高師小僧はわずかな赤みを感じる黒色、赤鉄鉱では濃いブラウン色になった。

　東京都埋蔵文化財センター（上條朝宏先生）に相談したら、高師小僧の焼成温度は産地によって違うが、1300℃は高すぎるという。僕が高師原で採集した高師小僧の焼成実験をしてくれた。粉末で赤みが強かったのは1200℃。漆と混ぜて塗ったら焼成1000℃と1200℃のものが強く赤みが出て、何とかベンガラ色を再現することができた。

ベンガラ作りに挑戦〈３〉

　縄文時代のベンガラの主原料は「沼鉄」とされる。静岡、愛知、岐阜各県の縄文遺跡の近くの水田用水路など12地点で沼鉄を採集し、パイプ状の鉄バクテリア５種類を顕微鏡で同定した。うちベンガラに適した４種類についてパックテストを行い、800℃で焼成実験をした。４種類とも焼成後は二価鉄が減り、三価鉄が増えると予想したが、結果は逆だった。４種類とも磁性が発生した。ただ本物のベンガラ色に近いものが１種類あった。

感想

　縄文人のような、完璧な赤鉄鉱を作ることはできなかった。漆の利用など、現代人に勝るとも劣らない縄文人の知恵と技術に、とても驚かされた。