• 한국광물학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-72
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• 2014

본 연구에서는 경상남도 창녕군 창녕읍 교리 고분군 일대에서 발견된 5세기~6세기 초반 무렵의 삼국시대 토기를 대상으로 암석학적 연구방법을 적용하여 광물학적 특징과 소성온도 및 환경을 추정하였다. 이를 위하여 광물학적 동정과 미세조직관찰, 화학성분 분석 등의 다양한 기법을 적용하여 암석광물학적 분석을 시행하였다. 편광현미경 하에서 토기 시료들을 관찰한 결과 석영, 장석류가 주구성 광물이었으며, 그 외에도 규장질 화산암(felsic volcanics), 비짐(temper), 저급점토에 주로 함유되는 불투명광물 등이 관찰되었다. XRD와 FTIR을 통해 현미경으로 볼 수 없었던 멀라이트, 적철석, 스피넬 등이 관찰되었다. 조사된 토기시편에서 보이는 흐름선과 색이 다른 기질이 혼재는 두 가지 이상의 점토를 사용하였거나 반죽과정에서 생긴 것으로 보인다. 소성온도가 $1,200-1,300^{\circ}C$로 제작된 토기에서 관찰되는 일반적인 석기의 특징은 보이지 않으나 다소의 기공이 존재하고 석영을 비롯한 특정 광물들의 결정이 남아 있는 것으로 보아 소성온도는 $1,000^{\circ}C$ 정도에서 소성되었을 것이라 추정된다. 고온광물인 멀라이트가 토기의 내부보다는 외곽부나 균열 부근에서 주로 관찰되며 토기 내외부의 산화정도가 다른 것은 균질한 소성환경이 조성되지 않았음을 의미한다. 대부분의 시료에서 규장질 화산암편이 관찰되고 일부 시료에서 크리스토발라이트가 관찰되는데, 크리스토발라이트의 형성온도가 일반적으로 1,470^{\circ}C$ 이상임을 감안하면 소성 시 생성된 것이 아니라 원래의 태토 내에 포함되어 있던 것으로 추정된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서

• 자원환경지질
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• 제30권2호
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• pp.81-87
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• 1997

전남 및 경상점토열수변질지역은 백악기 유천층군의 화산암지대내 분포한다. 전남 변질지역의 모암은 산성화산암류이며 경상 변질지역의 모암은 산성 및 중성화산암류이나 중성화산암류가 우세하다. 두 변질지역의 열수변질작용을 비교 하였을 때 중요한 차이는 열수용액의 기원으로 생각된다. 경상 열수변질지대는 마그마수가 열수의 주 기원으로서 고온성 변질광물인 엽납석이나 홍주석이 우세하게 산출되며 마그마수에서 특징적인 붕소 함유 광물인 듀모티어라이트와 전기석의 산출이 특징적이다. 이에 반해서 전남 열수변질지역은 천수와 열수의 혼합용액이 열수의 주 기원으로 천수가 중요한 역할을 하였으며, 저온성 광물인 카오린, 명반석 등이 우세하게 산출된다. 또 다른 중요한 차이는 pH 와 같은 열수용액의 화학성 차이이다. 전남 열수변질지역의 명반석-카오런-석영 변질광물군은 저온의 강산성 열수용액으로서 "산-황산염형" 으로 특징되며 이에 반해 경상 열수변질지역의 견운모-석영 변질광물군은 "석영-견운모형" 에 해당되며 고온의 중성 내지 약산성 열수용액에 의한 변질특성을 나타낸다. 또한 두 지역은 열수변질대 모암인 화산암류의 지질구조 환경에서 차이를 찾아 볼 수 있다. 전남 열수변질지역은 산성암질 돔과 성인적으로 관련되나 경상 열수 변질지역은 칼데라와 관련된 특성을 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권3호
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• pp.145-152
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• 2002

제주도 산록의 분석구에서 발달된 적색분석과 흑색분석에서 발달된 토양과 모재의 광물조성, 화학성분 및 열적 특성을 구명하기 위하여 X-선회절, 열분석(DTA), 화학분석을 실시하였다. 토양모재로서 분석의 주광물은 사장석이었고, 부광물로 적색 분석에서는 hematite, gibbsite, mica, quartz가 소량 함유되어 있으며, 흑색 분석은 휘석, 석영 장석, 감람석으로 흑색 분석이 현무암과 유사한 광물조성과 열적 특성을 보였다. 작열감량과 2, 3 산화물의 함량을 고려하면, 적색 분석이 흑색 분석보다 간헐적인 분출을 일으켰음을 시사한다. 분석구 토양의 점토 규반비($SiO_2/Al_2O_3$)는 2~3 내외로 토심이 깊어질수록 낮아지는 반면에 작열감량은 증가하는 경향이었으며, $K_2O$ 함량이 낮아 운모류의 영향이 적었다. 분석구 토양들의 점토광물은 Allophan이 주광물이며 Vermiculite, Illite, Kaolin광물이 소량 존재하고, 일차광물로는 석영, 장석이 있어 유사한 조성을 보인다. 그러나 적색 분석구 토양의 점토에서는 Gibbsite와 Hematite, magnetite가, 흑색 분석구 토양의 점토에서는 magnetite가 소량 함유되어 있었다. 시차열 분석에서 분석구 토양의 Magnetite ($Fe_3O_4$)가 소성에 의하여 Hematite(${\alpha}-Fe_2O_3$)로 전환되면서 $660^{\circ}C$ 부근에서 강한 발열반응의 열적 특성을 보였다. 따라서, 분석구 토양의 주광물은 철산화물을 함유하는 Allophane으로, 적색 분석구 토양의 색상을 결정하는 주요한 광물은 적철광(Hematite, ${\alpha}-Fe_2O_3$)이었다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.221-229
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• 2006

일본의 제3기 해성 퇴적분지 석유탐사 시추공에서 회수된 이질암에서 산출되는 일라이트-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선회절분석에 의하면 매몰심 도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물을 구성하는 스멕타이트 성분층은 감소하고 일라이트 성분층은 증가한다. 또한 매몰심도 4,000 m에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트 혼합층광물은 규칙배열(R=1)의 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물로 변화한다. 이 매몰심도는 약 $100^{\circ}C$의 매몰온도를 지시하며 유기물분석 결과와 잘 일치되고 있다. 그러나 현재의 지온구배를 고려할 때 $100^{\circ}C$의 매몰온도는 3,000 m이다. 이와 같은 차이는 약 2,500 m에 존재하는 역단층에 의하여 일부 지층이 중복되고 더욱 매몰되었기 때문에 발생한 것으로 해석된다. 화학분석에 의하면 매몰심도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트의 Si 성분은 감소하고 Al과 K성분은 증가한다. 이것은 일라이트-스멕타이트의 사면체층에서 Si를 Al이 교대함에 따라 사면체층에서 발생하는 전하량을 보완하기 위하여 사면체 층간에 K이 유입되는 것을 시사한다. 이 반응에 필요한 K은 K장석과 운모류에서 유입되었을 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제47권2호
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• pp.87-96
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• 2014

본 연구는 전라남도 나주지역 황토의 토양학적 및 광물학적 특성을 확인하고 주변 모암과의 상관관계를 통해 그 기원 및 형성과정을 알아보고자 하였다. 연구지역은 전라남도 나주시 동강면 장동리이며, 토양단면(약 150 cm 깊이)의 황토를 깊이별로 상부, 중부, 하부층으로 나누어 토양학적 특성(색, pH, 입도분리)과 광물학적 특성(광물조성, 입자의 크기, 모양, 화학조성)을 연구하였다. 모암시료는 박편제작 및 현미경관찰을 통해 구성광물을 기재하고 황토의 구성광물과 연관성을 알아보았다. 연구 결과 황토는 pH 4.3~5.1 범위를 갖는 산성토이며 미사와 점토가 주로 구성된(약 95%) 미사질양토와 미사질식양토였다. 모래와 미사의 주 구성광물은 석영, 운모, 장석이며 점토는 침철석, 수산화층간 버미큘라이트, 일라이트, 카올리나이트, 할로이사이트, 질석과 소량의 석영이 포함되어 있었다. 모래와 미사의 SEM-EDX 분석을 통해 구성광물의 형태를 확인한 결과, 풍화작용으로 인해 부식되어 표면이 거칠고 산화철로 피복되어 있는 장석이 관찰되었고 하부층으로 갈수록 그 양은 증가했다. 점토는 TEM 분석을 통해 다양한 형태의 층상규산염광물이 확인되었으며, 상부에서 하부층으로 갈수록 침철석의 양이 증가했는데 이는 상부 층에서 용탈된 산화철이 하부층으로 이동되어 집적된 것으로 사료된다. 황토의 모암으로 사료되는 주변의 암석은 석영, 사장석, 흑운모, 녹니석 등으로 이루어진 화강반암이었다. 즉, 화강암류의 모암에서 장석과 운모 등이 풍화작용을 받아 일라이트, 질석, 수산화층간버미큘라이트 및 카올리나이트로 변하였으며 침철석은 흑운모 풍화에 의해 형성된 것으로서, 본 연구지역의 황토는 오랜 기간 풍화작용에 의해 형성된 풍화잔류토로 판단된다.

• 암석학회지
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• 제22권2호
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• pp.137-151
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• 2013

단층활동 과정에서 암석 내 화학조성과 광물 조성 간의 연관성을 이해하기 위한 목적으로 경주시 양북면 용당리에 발달하는 단층암에 대하여 XRF, ICP, XRD, EPMA/BSE 분석을 시행하여 단층암 내의 광물 조성 및 원소의 거동 경향성을 파악하였다. 단층암의 대표적인 주성분으로서 $SiO_2$는 61.6~71.0%의 범위로 가장 높은 함량을 나타내며, $Al_2O_3$는 10.8~15.8%이다. $Na_2O$는 0.22~4.63%, $K_2O$는 2.02~4.89%이고, $Fe_2O_3$는 3.80~12.5% 범위로 나타나 단층암 내에서 특히 이들 원소의 편차가 크다. 각력대에서 비지대로 갈수록 감소하는 경향을 나타내는 원소에는 $Na_2O$, $Al_2O_3$, $K_2O$, $SiO_2$, CaO, Ba, Sr 등이 있고, 증가하는 경향을 나타내는 원소에는 $Fe_2O_3$, MgO, MnO, Zr, Hf, Rb 등이 있다. 이러한 화학적 거동은 각력대가 대부분 석영, 장석류와 같은 주요 조암광물로 구성되는 반면, 비지대는 일라이트와 같은 점토광물이 다량 함유되는 것과 밀접한 관련성이 있다. 본 단층대에서는 기존 광물의 변질과 동시에 점토광물이 생성되는 데 있어 단층 활동에 수반된 유체활동이 큰 영향을 끼쳤다. 단층활동 초기에는 파쇄대가 열수의 통로로 작용하는 과정에서, 주원소 및 미량원소, 희토류원소는 기존 광물로부터 용탈되어 높은 원소 유동성을 나타내었으나, 파쇄대 중심부가 비지대로 점차 변화하는 과정에서는 이차적으로 형성된 점토광물로 인해 단층대의 투수성이 감소하고, 점토광물이 풍부해진 비지대 내에 농집되므로 낮은 원소 유동성을 가진 것으로 해석된다.

• 한국광물학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-12
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• 2018

남극 로스해 펜넬-이젤린 퇴의 동쪽 대륙사면에 위치한 정점 RS14-C2에서 2014년 PNRA XXIX 탐사(Rosslope II Project)동안 중력코어(RS14-GC2)를 획득하였다. 퇴적물의 기원지 추정을 위하여 대자율, 모래 입자 함량, 점토광물 조성을 분석하고 AMS $^{14}C$ 연대를 측정하였다. 퇴적물은 주로 빙운쇄설물을 포함한 반원양성 사질 점토 또는 실트질 점토로 구성되어 있다. 코어의 최상부 연대는 현생 퇴적물과 홀로세 퇴적물을 지시한다. 방사성 탄소동위원소 연대와 퇴적물의 색, 대자율 및 모래 입자 함량을 이용하여 코어 퇴적물을 간빙기와 빙하기 퇴적물로 구분하였다. 간빙기의 갈색퇴적물은 대자율과 모래 입자 함량이 낮은 반면에 빙하기의 회색퇴적물은 대자율과 모래 입자 함량이 높다. 코어 퇴적물의 점토광물 조성은 전체적으로 일라이트(61.8~76.7%)가 가장 우세하며, 녹니석(15.7%~21.3%), 카올리나이트(3.6%~15.4%), 그리고 스멕타이트(0.9~5.1%)의 순서로 나타나고, 간빙기와 빙하기/후빙기로 뚜렷하게 구분된다. 빙하기 동안 일라이트와 녹니석 함량이 우세한 것은 퇴적물의 기원지가 주로 로스해 빙상 하부에 위치한 남극종단산맥의 기반암을 지시하기 때문이다. 반면 빙상 후퇴에 의한 일라이트와 녹니석의 공급이 감소되어 간빙기 동안 상대적으로 스멕타이트 함량이 약간 증가하며 카올리나이트 함량은 많이 증가한다. 더불어 간빙기 동안 로스해 서안의 빅토리아랜드 연안의 맥머도 화산군에서 북동쪽으로 흐르는 해류에 의해 스멕타이트가 추가로 공급되며, 카올리나이트는 카올리나이트의 함량이 풍부한 퇴적암이 분포하는 에드워드 7세 반도에서 공급되고 대륙사면류에 의해 대륙사면으로 운반되었을 것으로 예상된다.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.173-184
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• 2019

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.225-234
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• 2004

춘궁동 오층석탑(보물 제12호)의 암석학적 풍화와 훼손도를 진단하였다. 이 석탑의 정면은 N30$^{\circ}$W를 향하고 있으며, 구성암석은 안구상 편마암과 흑운모 화강암이다. 석탑을 이루는 암석은 박리와 변색이 심하고, 조암광물은 화학적 및 광물학적 풍화에 의하여 점토광물로 변질되어 있다. 석탑의 표면과 부재사이에는 지의류와 이끼류의 모근 및 포자류가 기생하고 있으며, 하단부는 이미 고등식물이 천이하고 있다. 따라서 석탑의 표면에 피복된 지의류와 불연속면에 서식하고 있는 잡초를 제거하기 위한 생화학적 처리가 요구된다. 이 석탑의 구조적 안정을 위해서는 부재사이에 틈이 없도록 재조립을 해야 하며, 삽입한 철편도 제거한 후에 석조문화재 보강용 충전제를 이용한 보존처리가 필요하다. 또한 석탑에 미치는 지면의 습도를 저감하기 위한 차수층의 설치도 고려되어야 할 것이다.