A Scientific Analysis of Ancient Pigments on Wall Paintings at Yeongsanjeon in Tongdo Temple Using a Field-XRF

휴대용X선형광분석기를 이용한 통도사 영산전 벽화 안료의 과학적 성분분석

In ancient period, a variety of inorganic or organic pigments had been used as colorants in various kinds of religious and secular paintings such as tomb paintings and wall and scroll paintings in buddhist temples, and danchung(cosmic patterns) for the surface of wooden buildings. This study discusses the results obtained from an analysis of the pigments on the wall paintings of Yeongsanjeon(Hall of Vulture Peak) in Tongdo temple by a qualitative analysis using a field-XRF. The results can be briefly summarized as follows. Firstly, assuming from the major components examined from F-XRF analysis, raw materials of pigment of each color are: red to be Cinnabar(HgS) or Hematite($Fe_2O_3$); white to be White Lead[$2PbCO_3{\cdot}Pb(OH)_2$] in most cases and Calcite($CaCO_3$) or Chalk($CaCO_3$), Kaolin($Al2O_3{\cdot}SiO_2{\cdot}4H_2O$) in some cases; yellow to be Yellow Ocher[$FeO(OH){\cdot}nH_2O$]; black to be carbon(C); green on the painted surface to be Celadonite[$K(Mg,Fe^{2+})(Fe^{3+},Al)(Si_4O_{10})(OH)_2$] in most cases; dark green on the halo of figures to be Malachite[$CuCO_3{\cdot}Cu(OH)_2$], Copper Green[$2CuO{\cdot}CO_2{\cdot}H_2O$] or Atacamite[$Cu_2Cl(OH)_3$]. Secondly, incarnadine and pink were made by mixing with more than two pigments such as red and white for making various tone of colors. The qualitative analysis of pigments on the wall paintings of Yeongsanjeon, in conclusion, displays that the all pigments for ancient periods are inorganis pigments. However, it has the limitation to identify a definite kinds of mineral for each pigment because it was not possible to collect samples from cultural heritage for conducting a crystalline analysis of XRD.

고대에는 단청이나 고분벽화, 사찰벽화, 불화 등 문화재에 다양한 색상을 구현하고자 무기안료 또는 유기안료를 많이 사용하였다. 이 연구는 통도사 영산전내 벽체에 그려진 사찰벽화의 안료를 휴대용X선형광분석기로 정성분석하여 사용안료의 종류를 밝히고자 하였다. 성분분석 결과와 기존 고대 벽화 안료의 분석 결과들을 종합해 볼 때, 영산전 벽화에 사용된 적색은 주사와 석간주로 추정되며, 백색은 연백이 사용되었고, 일부 호분이나 백악, 백토 등의 사용 가능성도 있다. 녹색은 2가지가 사용되었는데 주로 바탕칠에 사용된 밝은 녹색은 녹토이고, 광배부분 등의 진한녹색은 석록이나 동록, 녹염동광으로 판단된다. 황색과 흑색은 각각 황토와 먹이 사용된 것으로 보이며, 육색과 분홍 등 원색이 아닌 안료들은 적색에 백색안료를 혼합하거나, 진적색에 황색안료를 혼합하는 것과 같이 2가지 이상의 안료를 적절하게 섞어서 사용하였을 것으로 추정된다. 결론적으로 성분분석으로만 판단하였을 때 통도사 영산전에 사용된 안료는 모두 고대에 주로 이용되었던 무기 안료임을 알 수 있었다. 다만, 문화재임으로 안료의 일부를 채취하여 결정구조분석 등의 방법으로 광물을 동정한 것이 아니므로 특정 원료 광물을 명확하게 판단하기는 어려웠다.