• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.387-419
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• 2005

전북 완주군 이서면 반교리의 갈등유적에서 출토된 세형동검 용범 1조를 대상으로 재질특성 분석과 원료의 산지를 해석하였다. 이 용범은 주로 조립질 각섬석으로 구성된 등립의 완정질 조직을 갖는 화성기원의 각섬석암으로서 녹회색 내지 암녹색에 부드러운 지방광택을 띤다. 이 용범의 전암대자율 값은 19.2~71.0(평균; $39.2{\times}10^{-3}$ SI unit)의 범위를 보인다. 높은 대자율 값은 강자성 광물인 자철석의 높은 함량을 반영하며, 측정값의 넓은 분포는 자철석 함량의 불균질성 때문으로 판단된다. 이는 일반적인 염기성 화성암류의 특징과 유사하다. 이 용범 구성암석의 조암광물은 각섬석, 사장석, 흑운모가 주성분을 이루며 휘석, 녹니석 및 불투명 광물이 소량 존재한다. 용범 표면의 흑색 피각 물질에서는 다량의 탄소가 검출되었다. 이 용범과 동일한 재료의 산지를 추정하기 위해 유적 주변의 광역적인 암석분포를 조 사한 결과, 유적지로부터 직선거리로 약 50km 떨어진 장수군 장수읍 대성리, 식천리 및 번암면 교동리, 남원시 아영면 일대리에서 용범과 동일한 각섬석암 또는 반려암질암의 산출지를 확인하였다. 이 암석들의 전암대자율 값도 용범의 범위와 비슷한 16.1~72.4 (평균; $39.9{\times}10^{-3}$ SI unit)를 나타내었다. 이는 두 암석 간에 재질적 유사성을 뒷받침 하는 것이다. 이 중에서 장수 교동의 각섬석암이 용범의 암석학적 특성과 가장 유사하다. 용범을 구성하는 암석과 장수지역 각섬석암의 주성분원소, 미량원소 및 희토류원소 함량을 표준화하여 비교한 결과, 이들의 지구화학적 진화경향과 거동특성이 매우 유사하게 나타났다. 이는 두 암석이 성인적으로 동일 종류의 마그마에서 생성된 것임을 입증하는 것이다. 이 암석은 재질이 부드러워 표면에 활자나 미세한 문양을 조각하고 매끈한 표면을 만들기에 용이한 물성을 가지고 있으며 열전도율 또한 우수하다. 장수군 식천리 일대의 각섬석암은 현재까지도 채석되어 석제 식기제품으로 생산되고 있다. 따라서 완주 갈등 유적에서 출토된 세형동검 용범의 원료는 전북 장수 지역의 대성리, 식천리 및 교동리 부근에서 공급하였을 가능성이 매우 높다. 그러나 남원시 아영면 일대리와 같이 소규모로 노출된 동일 종류의 암석에서 공급되었을 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 이와 같은 원료의 도입과정에 대하여는 여러 가지 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요하다.

• 보존과학회지
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• 제28권4호
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• pp.353-366
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• 2012

이 연구에서는 완주 송광사 소조사천왕상의 제작기법을 해석하였으며, 소조토의 산지를 추정하여 동일재료로 보존처리 및 복원할 수 있는 기초자료를 확보하였다. 사천왕상에 사용된 소조토는 층위별로 다양한 재질적 특성을 나타냈다. 원소조토로 추정되는 초벌층과 중벌층은 성인적으로 동일한 토양이 사용되었으며, 마감층은 약간의 차이를 보였으나 거의 유사한 토양으로 확인되었다. 그러나 보수층은 모든 분석결과에서 원소조토와 재질특성이 일치하지 않았다. 감마선 촬영 결과, 사천왕상의 제작은 심목과 부목을 강선과 'ㄷ'자 꺽쇠, 못, 새끼줄 등으로 연결하여 뼈대를 형성하고, 이 위에 소조토를 조성한 것으로 나타났다. 소조토의 산지해석 결과, 추정산지 일대 토양은 마감층에 사용된 토양과 동일기원으로 나타나 보존처리용 재료로 적합할 것으로 판단된다. 이 결과는 소조상의 제작기법 연구에 기여할 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권3호
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• pp.122-143
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• 2010

2009년 5월에 경북 포항시 북구 흥해읍 중성리 도로개설 공사현장에서 발견된 중성리신라비는 부정형 암석의 한 면에 200여 개의 글자가 음각되어 있으며, 지금까지 알려진 신라시대 비석 중 가장 오래된 영일냉수리신라비보다 먼저 조성된 것으로 추정되고 있다. 중성리신라비의 구성암석은 흑운모가 다량 함유된 흑운모화강암이며 냉수리신라비는 장석과 각섬석이 반정을 가지고 있는 화강섬록반암으로 추정된다. 이 암석에서는 유색광물의 집합체인 포획암과 작고 불규칙한 공동이 관찰되며, 신광면 일대에 분포하는 흑운모화강암 및 기계면 일대에 분포하는 화강섬록반암과 유사한 암석으로 판단된다. 중성리신라비와 냉수리신라비에 나타나는 훼손현황은 변색에 의한 오염과 부분적으로 관찰되는 균열과 부재의 탈락이다. 이는 비의 안정성에는 특별한 영향은 없을 것으로 보이나 중성리신라비의 전면에 걸쳐 발생된 흑색 및 갈색 변색은 미관을 해치는 요인으로 작용하고 있다. 중성리신라비에서 관찰되는 흑색변색은 상대적으로 Mn과 Fe이 높은 농도를 보였으며, 갈색변색 부분은 Fe가 높게 측정되었다. 중성리신라비와 냉수리신라비의 초음파속도 분포 경향과 전체적인 풍화도를 비교 분석해보았을 때, 두 비 모두가 중간풍화단계(MW)에 해당되나 중성리신라비가 넓은 초음파 속도 분포를 보이며 평균적으로 다소 낮게 나타났다. 이는 최근 발견되기까지 아무런 보호시설 없이 매장 및 자연환경에 노출되어 있었기 때문으로 판단되며 향후 보존처리와 더불어 적절한 보존환경을 마련하는 등 관리가 필요할 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제25권3호
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• pp.255-271
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• 2009

이 연구는 기흥 농서리 유적에서 출토된 신석기, 청동기 및 원삼국 시대의 토기를 대상으로 산출상태와 물리적, 광물학적 및 지구화학적 특성을 분석한 것이다. 이 결과, 신석기시대 토기편은 사질 태토와 다량의 활석 및 운모 비짐이 특징적이며, 청동기시대 토기편은 특별한 정선과정 없이 사질의 태토를 사용한 것으로 나타났다. 또한 원삼국시대 토기편은 정선된 태토를 이용하였으며, 각 시대별 토기편은 점이적으로 변화되는 경향이 나타난다. 또한 화학조성을 비교한 결과, 유적지 주변의 동일 기반암에서 풍화에 의해 생성된 원료를 이용하여 제작된 것으로 해석되었다. 그러나 신석기시대 토기는 다량의 활석과 운모 등을 첨가하였고, 원삼국시대 토기편은 태토를 매우 정선하여 이용하는 등 제작기법에서 시대에 따른 차이를 보인다. 이들 토기편의 소성온도는 신석기시대의 경우, 대부분 $700{\sim}760^{\circ}C$, 청동기시대의 경우는 $850{\sim}900^{\circ}C$ 그리고 원삼국시대는 $900{\sim}1,050^{\circ}C$로 전체적으로 넓은 소성범위를 갖는 것으로 나타났다. 그러나 각 시대별 토기의 특징은 시간적으로 단절된 특징을 보이지 않으며 제작기법 상의 변화양상이 나타난다.

• 분석과학
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• 제24권4호
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• pp.256-265
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• 2011

호박유물의 적절한 보존방안 마련에 필요한 호박의 화학적 분광학적 특성을 Infrared (IR) 분석과 pyrolysis/GC/MS (py/GC/MS) 분석을 통해 조사하였다. 호박 시료는 Baltic, Chiapas, Colombian, Dominican, Fushun, Madagascar 호박 등 6개의 산지에서 총 14종을 확보하였다. 시료의 비파괴적 조사를 위해 IR 분석을 실시하였고, 고분자 구성 성분 조사를 위해 py/GC/MS를 $300^{\circ}C$ 열분해 온도에서 온라인 trimethylsilylation을 통하여 분석하였다. IR 분석에서는 대체적으로 산지에 관계없이 유사한 스펙트럼을 보였으나, 지문영역에서는 Baltic 호박의 경우 Baltic shoulder에 해당하는 $1250cm^{-1}{\sim}1150cm^{-1}$에서 흡수가 나타나는 등 각각의 산지별로 구분이 가능한 차별화된 IR 스펙트럼이 관찰되었다. py/GC/MS 분석에서는 succinic acid, pimaric acid 등 호박의 구성성분으로 알려진 물질들이 검출되었고, Baltic, Chiapas, Fushun 호박의 경우 산지 구분이 가능한 특정성분이 검출되었다. 이러한 결과는 발견 및 발굴 유물에서 호박을 확인하거나, 산지 및 제작기술 추정 등 고고과학적인 해석의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.163-179
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• 2011

이 연구는 대전 원신흥동 유적에서 출토된 도가니, 토기 및 기와의 재료학적 특성과 원료의 동질성 검토를 통한 원산지 해석을 목적으로 수행하였다. 현미경 관찰 및 X-선 회절분석 결과, 각 시료의 광물조성은 거의 일치하나 기벽의 두께 및 포함된 광물의 분급에서 상당한 차이를 보인다. 이 중 토기는 0.5~0.7cm의 얇은 기벽에 가장 정선된 태토 특성을 보이는 반면 도가니와 기와는 기벽이 1.3~2.5cm로 두꺼우며 분급이 불량한 석영, 정장석 및 사장석이 다량 관찰된다. 도가니의 경우, 태토에 혼합된 짚이 소성과정에서 탄화되어 크고 길쭉한 공극이 관찰되는 느슨한 기질적 특성을 가진다. 이와 같이 재료학적으로 차이를 보이지만 이들은 유적지 토양과 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 일치하고 있어 모두 동일한 모암의 풍화에 의해 생성된 점토를 이용해 제작한 것으로 추정된다. 또한 $1,050{\sim}1,150^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 판단되는 경질토기를 제외하면 모든 세라믹 유물들은 $850{\sim}950^{\circ}C$의 온도영역에서 소성하였을 것으로 해석된다. 한편 도가니의 용융물은 구리와 주석의 편석을 일부 포함한 슬래그로 판단되나 부분적으로 치밀한 적색 및 녹색 유리질 조직이 관찰되는 것으로 보아 유리 용융물의 가능성도 있어 보인다.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.345-351
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• 2014

인용사지에서 출토된 청동기 5점으로부터 채취한 시료를 대상으로 원료의 기원과 이동을 확인하기 위해 성분분석 및 납동위원소비 분석을 실시하였다. 인용사지에서 출토된 청동기는 구리 및 주석의 이원계 합금으로 제작되어 납이 인위적으로 첨가되지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 출토 청동기의 납동위원소비 분석 결과, Mabuchi(1985)의 분포도에 의해 한반도 남부 및 중국 남부 지역에 포함됨을 확인하였으며, 한반도 납동위원소 분포도에 도시하여 태백산분지인 Zone 2 및 옥천변성대에 해당하는 Zone 3에 위치함을 알 수 있었다. 대상 유물은 모두 납의 함량이 상당히 적은 주석청동으로, 이때의 납동위원소비는 구리 광석의 산지에서 기인하는 것으로 추정할 수 있다. 납동위원소비 분석은 납을 미량으로 포함한 모든 유물에 적용 가능하므로, 다양하게 해석할 수 있으며, 추가적인 데이터의 확보와 연구를 통해 산지 추정 연구의 신뢰성을 높일 수 있을 것이라 판단된다.

• 암석학회지
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• 제24권3호
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• pp.193-207
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• 2015

이 연구에서는 한양도성 석재공급지 추정을 위해 고문헌을 분석하고 산지탐색 지점에 대한 광역조사를 수행하여 암석학적 기초 데이터베이스를 구축하였다. 고문헌 분석 결과를 종합하면 성돌은 조선 초기에 주로 도성과 인접한 석산에서 조달된 반면 후기로 갈수록 도성 외부의 고정 채석장으로부터 공급되었다. 따라서 고문헌에 기록된 채석 산지를 중심으로 암석학적 조사를 수행한 결과, 산지탐색 전역에 걸쳐 담홍색화강암과 우백질화강암이 분포하였으며, 이들 화강암류는 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 거의 유사하였다. 그러나 담홍색화강암은 남산 북사면에서 불암산의 북동방향으로 갈수록 대자율 값이 증가하는 자철석 계열을 보였으며, 우백질화강암은 용마산을 시작으로 남산과 인왕산 등의 편마암 경계부에 주로 나타나고 티탄철석계열의 낮은 대자율 특성을 가졌다. 이상의 내용을 종합할 때, 한양도성 석재공급지 추정을 위한 중요한 암석학적 지시자는 색상과 대자율로 판단된다. 이와 함께 채석장의 석재 양, 운반거리 및 기술력 등을 고려하여 원산지 해석의 신뢰도를 높일 필요가 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.48-67
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• 2013

이 연구에서는 울진 봉평리 신라비를 대상으로 비문에 대한 인문학적 조사와 손상도에 대한 보존과학적 진단을 융합하여 역사적 가치의 재인식과 원형유지를 위한 보존방안을 수립하였다. 먼저 봉평비의 비문을 재판독한 결과, I행 마지막 글자는 오(五)자로 재확인하였으며, 선행연구와 다르게 판독된 글자는 모두 13자로 조사되어 이를 통해 기존 판독문의 의미와 해석이 일부 달라졌다. 봉평비의 구성암석은 편마상 우백질화강암으로 이 암석의 산지로 가장 유력한 지점은 색, 광물의 입도와 조성, 편마상 구조, 자화강도 등이 거의 유사한 죽변 해변 일대(2.1km)로 판명되었다. 봉평비는 편마상 구조를 따라 구조상(균열지수: 0.4) 및 미세 균열(균열지수: 2.0)이 발달하여 수평방향의 물성이 수직방향에 비해 취약하므로 균열계의 보강과 처리가 필요하다. 그러나 초음파 측정에 따른 전체 풍화등급은 3등급(3,404m/s, 0.32)의 중간 풍화단계를 나타내는 것으로 보아 강화처리가 시급한 단계는 아니다. 또한 화학적 손상은 토양, 철산화물 및 탁본흔적에 의한 흑화현상(85.2%)과 바다로부터 전이된 NaCl 염결정(17.3%)이 주요 문제점으로 나타났다. 따라서 오염물과 염결정은 일차적으로 증류수 압력 분무법과 펄프종이를 이용하여 제거하고, 임상실험을 통해 습포제 적용을 검토해야 한다.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.471-490
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• 2016

조선시대 목리유적 회격묘의 재료학적 특성과 물성을 분석하여 석회의 제조기법 및 회격의 제작과정과 원료산지를 검토하였다. 회격의 건조밀도는 1호 회격묘 남벽이 $1.82g/cm^3$로 가장 높고, 공극률은 25.20%로 최저값을 보였다. 건조밀도와 공극률은 반비례 관계를 보이나, 일축압축강도는 2호 회격묘에서 $182.36kg/cm^2$로 최대강도를 보였으며 공극률 및 밀도와 상관관계는 보이지 않았다. 회격의 석회혼합물은 주로 황갈색 기질에 $200{\sim}600{\mu}m$의 석영, 장석 및 운모류와 방해석으로 이루어져 있다. 특히 회격에서는 하이드로탈사이트 및 포틀란다이트가 검출되나 토양에서는 고령석이 동정되었다. 회격의 모든 석회는 $600{\sim{800^{\circ}C$에서 탄산칼슘의 탈탄산반응에 기인한 대대적인 중량감소와 다양한 흡열피크가 나타났다. 회격의 산출상태와 광물조성 및 열분석 결과로 보아 석회의 조성온도는 $800^{\circ}C$ 내외로 추정된다. 회격묘는 삼물(석회, 세사, 황토)의 혼합조성으로 인해 넓은 주성분원소 범위를 보이며 작열감량 또한 22.5~33.6 wt.%로 나타났다. 회격의 석회와 골재의 함량이 불균질하고 부분적으로 양생이 충분히 이루어지지 않은 것으로 밝혀져 기술수준은 다소 낮았던 것으로 판단된다. 목리유적 일대에서는 석회의 원료인 석회암질암의 분포가 여러 곳에서 확인되며 상업적으로 석회를 생산한 예산 및 홍성지역의 석회석 광산과 근거리에 있다. 석회 원료는 목리유적 인근의 산지에서 공급되었을 것으로 판단된다.