Material Characteristics and Quantitative Deterioration Assessment of the Sinwoldong Three-storied Stone Pagoda in Yeongcheon, Korea

영천 신월동삼층석탑의 재질특성과 훼손도 정량평가

  • Yi, Jeong-Eun (Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University) ;
  • Lee, Chan-Hee (Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University) ;
  • Chae, Seong-Tae (Research Institute of Silla Conservation Sciences) ;
  • Jung, Young-Dong (Research Institute of Silla Conservation Sciences)
  • 이정은 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 이찬희 (공주대학교 문화재보존과학과) ;
  • 채성태 (신라보존과학연구소) ;
  • 정영동 (신라보존과학연구소)
  • Received : 2010.08.06
  • Accepted : 2010.11.03
  • Published : 2010.12.20

Abstract

The Yeongsheon Sinwoldong three-storied stone pagoda (Treasure No. 465) composed mainly of drusy alkali-granite. The major rock-forming minerals are biotite, quartz, amphiboles, orthoclase and plagioclase. Yellowish brown and black discoloration are formed at the eight sculpture Buddha of the stylobate. A broken rock fragments in the roof material were repaired using epoxy resin and cement mortar in the past. As a result of the infrared thermography analysis from the pagoda, cracks and exfoliation were not serious. Also, P-XRF analysis showed that concentration of Fe (mean 5,599ppm) and S (mean 3,270ppm) were so high in yellowish discoloration parts. Black discoloration area was detected highly Mn (mean 2,155ppm) concentration around the eight sculpture Buddha of the stylobate. The main reason for these are inorganic contaminants from disengaged rock ingredient and organic contaminants from withered plant body. Degree of physical weathering is relatively high in the southern and northern side. The eastern and western side had similar with weathering condition. The northern and eastern side were serious discoloration and biological weathering relatively. Therefore, we suggest that the pagoda need to do cleaning of biological contaminant and conservation treatment to weakened materials of rock and long term monitoring.

영천 신월동삼층석탑(보물 제465호)은 주로 담회색의 정동질 알칼리화강암으로 구성되어 있다. 주요 구성광물은 흑운모, 석영, 각섬석, 정장석 및 사장석이다. 이 탑은 기단부의 팔부중상을 중심으로 황갈색 및 흑색 변색이 심하며, 옥개석은 조각된 부분을 중심으로 탈락된 암편 등을 시멘트 몰탈로 보수한 흔적이 많다. 이 석탑의 전면에 걸쳐 적외선열화상분석을 실시한 결과, 미세균열과 박리 및 박락 현상은 심하지 않은 것으로 나타났다. 표면 변색 부위에 대한 휴대용 XRF 측정 결과, 변색 지점을 중심으로 Fe(평균 5,599ppm)와 S(평균 3,270ppm) 농도가 높게 나타났다. 또한 흑색 오염물로 피복된 부위는 Mn 함량(평균 2,155ppm)이 높게 검출되었다. 이는 암석 성분의 유리에 의한 무기오염물과 생물체의 고사에 의한 유기오염물이 공존하는 것이다. 전체적인 물리적 풍화는 북면(42.6%)과 남면(40.5%)에서 높게 나타나며 서면(30.6%)와 동면(34.0%)은 비슷한 훼손 양상을 보였다. 또한 변색 및 생물학적 풍화는 각각 북면(31.8%)과 동면(11.8%)이 가장 심하였다. 따라서 이 석탑은 생물 오염에 대한 세정과 약화된 재질에 대한 보존처리 및 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 이찬희, 이명성, 서만철, "영주 가흥리 마애삼존불상의 풍화특성과 불연속면의 안정성 해석". 지질학회지, 43, p401-413, (2005).
  2. 김영택, 이찬희, 이명성, "부여 정림사지 오층석탑의 보존과 학적 풍화훼손도 평가". 자원환경지질, 38, p675-687, (2005).
  3. 양희제, 이찬희, 최석원, 이명성, "익산 미륵사지석탑 구성부재의 암석학적 특징과 석재의 원산지 해석". 지질학회지, 42, p293-306, (2006).
  4. 이찬희, 이명성, "우리나라 석조문화유산의 현황과 보존방안". 한국구조물진단학회지, 9, p13-21, (2005).
  5. Fitzner, B., Heinrichs, K., "The Bangudae petroglyph in Ulsan, Korea: studies on weathering damage and risk prognosis". Environmental Geology, 46, p504-526, (2004).
  6. Lee, C.H., Lee, M.S., Kim, Y.T., Kim, J., "Deterioration assessment and conservaton of a heavily degraded Korean stone Buddha from the 9th Century". Studies in conservation, 51, p305-316, (2006). https://doi.org/10.1179/sic.2006.51.4.305
  7. Lee, C.H., Choi, S.W, Suh, M., "Natural deterioration and conservation treatment for the granite standing Buddha of Daejosa temple, Republic of Korea". Geotechnical and Engineering Geology, 21, p63-77, (2003). https://doi.org/10.1023/A:1022935923851
  8. 이동식, 이찬희, 김사덕, "익산 미륵사지 석탑의 백화현상과 제어를 위한 용출실험". 보존과학회지, 19, p5-18, (2006).
  9. 이동식, 이찬희, 양희제, 최기영, "석조문화재 표면산화물의 산출상태와 지구화학적 거동: 익산 미륵사지 석탑". 자원환경지질, 40, p375-387, (2007).
  10. Lee, C.H. and Yi, J.E., "Weathering damage evaluation of rock properties in the Bunhwangsa temple stone pagoda, Gyeongju, Republic of Korea". Environmental Geology, 52, p1193-1205, (2007). https://doi.org/10.1007/s00254-006-0558-9
  11. 이찬희, 이정은, 신은정, 김사덕, "경천사십층석탑의 암석학적 특성과 풍화훼손도". 지질학회지, 44, p765-779, (2008).
  12. 황재하, 김동학, 조등룡, 송교영, "1/250,000 안동지질도폭 및 설명서". 한국자원연구소, p67, (1996).
  13. 김동학, 황재하, 박기화, 송교영, "1/250,000 부산지질도폭 및 설명서". 한국자원연구소, p62, (1998).
  14. 이찬희, 김영택, 이명성, "부여 정림사지 오층석탑 구성암석의 원산지 추정". 지질학회지, 43, p183-196, (2007).
  15. 이미혜, 이찬희, "보령 성주사지 오층석탑 석재의 암석학적 특징과 원산지 및 운반경로 해석". 지질학회지, 45, p725-739, (2009).
  16. Kandemir-Yucel, A., Tavukcuoglu, A., Caner-Saltik, E.N., "In situ assessment of structural timber elements of a historic building by infrared thermography and ultrasonic velocity". Infrared Physics & Technology, 49, p243-248, (2007). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2006.06.012
  17. Avdelidis, N.P., Moropoulou, A., Theoulakis, P., "Detection of water deposits and movement in porous materials by infrared imaging". Infrared Physics & Technology, 44, p183-190, (2003). https://doi.org/10.1016/S1350-4495(02)00212-8
  18. 조지현, 조영훈, 전유근, 최준현, 이찬희, "봉화 북지리마애여래좌상의 비파괴 정밀진단과 사면안정성 분석". 보존과학회지, 26, p121-132, (2010).
  19. 전유근, 김원국, 조영훈, 한두루, 김선덕, 이찬희, "창녕 관룡사 약사전 벽화의 안료분석 및 비파괴 훼손도 진단". 보존과학회지, 25, p383-398, (2009).
  20. 조영훈, 조성남, 이찬희, "순천 송광사 사천왕상 소조토의 제작기법과 원산지 해석". 보존과학회지, 26, p43-60, (2010).
  21. Lee, C.H., Lee, M.S., Suh, M. and Choi, S.W, "Weathering and deterioration of rock properties of the Dabotap pagoda (World Cultural Heritage), Republic of Korea". Environmental Geology, 47, p547-557, (2005). https://doi.org/10.1007/s00254-004-1177-y
  22. Fitzner, B., Heinrichs, K., Bouchardiere, D.L., "Weathering damage on Pharaonic sandstone monuments in Luxor-Egypt". Building and Environment, 38, p1089-1103, (2003). https://doi.org/10.1016/S0360-1323(03)00086-6
  23. 조영훈, 이찬희, "석조문화재디지털복원 및 구조안정성 평가를 위한 3차원 영상분석: 마곡사오층석탑". 보존과학회지, 25, p115-130, (2009).
  24. 이찬희, 조영훈, 전유근, "석조문화재 풍화도 평가를 위한 초음파 측정의 설정과 직접-간접 전달방법의 상관관계". 보존과학회지, 25, p233-244, (2009).