マンモス象牙のスペクトル特性分析

[The spectrum characteristic analysis of mammoth ivory].

• Zuo-wei Yin
• Qin-feng Luo
• Chen Zheng
• De-qing Bao
• Xiao-lu Li
• Yu-ling Li
• Quan-li Chen

抄録

本論文では、マンモス象牙と現代象牙の類似性から、2種類の象牙の分光学的性質を宝石学的試験、赤外スペクトル、粉末X線回折などにより分析し、比較検討した。その結果、2種類のアイボリーの屈折率と比重は非常によく似ていることがわかった。マンモス象牙の屈折率は1.52～1.53であるのに対し、象牙の屈折率は1.54～1.55であった。マンモス象牙の比重は1.77、象牙の比重は1.72です。象牙の外皮角がマンモスのそれよりも大きい以外は内層と中層の角が似ているので、2種類の象牙を区別するためにシュレッジャー角を用いることに注意が必要です（外皮に属するサンプルのマンモス象牙のシュレッジャー角は100度、象牙のシュレッジャー角は115度です）。また、アジアゾウの外層のシュレッジャー角は通常120度以下であるのに対し、アフリカゾウの外層のシュレッジャー角は120度よりも大きい（これはアジアゾウ象牙とアフリカゾウ象牙の識別に利用できる）。赤外分光試験の結果、水分子関連の吸収ピークである3319、1642、1557 cm(-1)はマンモス象牙よりも現代象牙の方が顕著であり、コラーゲン関連の吸収ピークである2927、2855 cm(-1)は現代象牙では顕著であるが、マンモス象牙では非常に弱いことがわかった。この結果から、マンモス象牙のコラーゲンと結晶化した水は、長期間埋設された後、非常に低いレベルにまで減少していることがわかりました。粉末X線回折の結果、マンモス象牙の回折ピークの分裂は象牙の回折ピークの分裂よりも明瞭でシャープであり、数千年の埋蔵期間にもかかわらず、ハイドロキシアパタイトの結晶化が良好であることを示しています。したがって、象牙の有機物が失われていた象牙と、埋もれていた無機物が同時に結晶化していた象牙の2種類の象牙を識別するための重要な参考資料となります。

Due to the similarities between mammoth ivory ornaments and modern elephant ivory ones in the market, the spectral properties of the two kinds of ivories were analyzed and compared in the present paper through the gemological tests, infrared spectrum and X-ray powder diffraction, etc. The research found that the refractive index and specific gravity of the two ivories are very similar. The refractive index of mammoth ivory is 1.52-1.53 whereas that of elephant ivory is 1.54-1.55. The specific gravity of mammoth ivory is 1.77 and that of elephant ivory is 1.72. It should be careful that Schreger angles are used to distinguish the two kinds of ivories, because the angles of inner and middle layers in the two kinds of tusks are similar except the angles of elephant tusk out-layers are larger than those of mammoth (The Schreger angle of the sample mammoth ivory belonging to out-layer tusks is 100 degrees nd that of elephant ivory is 115 degrees). In addition, the out-layer Schreger angles of Asian elephants are normally less than 120 degrees, while those of Africa elephants are bigger than 120 degrees (This can be used to identify Asian and Africa elephant ivories). The infrared spectroscopy test shows that the water-molecule-related absorption peaks of 3319, 1642 and 1557 cm(-1) are more obvious in the modern elephant ivory samples than in the mammoth ivory samples; the collagen-related absorption peaks of 2927and 2855 cm(-1) are obvious in the modern elephant ivory but extremely weak in the mammoth ivory. The results indicate that collagen and crystallized water in mammoth ivory reduced to a very low level after having been buried for a long period. X-ray powder diffraction results show that the diffraction peak splits of mammoth ivories are more obvious and sharp than that of elephant ivories, which means hydroxyapatites crystallized better despite being buried for thousands of years. Hence, it is an important reference for identifying the two kinds of ivories that the ivory organic matter was losing and inorganic matter crystallized better at same time after having been buried.