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문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 완주 송광사 소조사천왕상 중 보존처리가 시급한 북방다문천왕을 대상으로 소조토의 재료 학적 특성을 파악하고 감마선 촬영을 통해 소조상의 제작 기법을 과학적으로 규명하였다. 또한 소조토의 산지를 추정하여 보존처리 및 복원 시 재료 선택이 가능한 기초자료를 확보하였다.
- 또한 보수층의 토양은 초벌 및 중벌층과 유사한 대자율 특성을 보였으나, 앞의 색도결과에서 상이한 특징을 보였다. 따라서 초벌 및 중벌층에 대한 마감층, 보수층의 층위별 특성 구분은 후술하는 광물학적 및 지구화학적 특성 비교검토를 통해 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠다.
- 따라서 이 연구에서는 완주 송광사 소조사천왕상 중 보존처리가 시급한 북방다문천왕을 대상으로 소조토의 재료 학적 특성을 파악하고 감마선 촬영을 통해 소조상의 제작 기법을 과학적으로 규명하였다. 또한 소조토의 산지를 추정하여 보존처리 및 복원 시 재료 선택이 가능한 기초자료를 확보하였다. 이와 같은 연구와 데이터베이스 구축은 앞으로 국내에 현존하는 대형 소조상의 연구 및 보존처리에 과학적인 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
- 수습한 시료를 대상으로 광물학적, 토양학적 및 지구화학적 특성을 파악하고 이들의 원료 산지와 제작기법을 규명하였다. 우선 각 층위별 소조토의 색도측정을 위해 먼셀 토색첩과 색도계를 이용하여 색도를 측정하였으며, 사용된 색도계는 Minolta사의 CR-300이다.
- 이 연구에서는 소조사천왕상을 구성하고 있는 소조토의 재료학적 특성과 제작기법을 파악하기 위해 재사용이 불가능한 북방다문천왕 어깨면과 오른쪽 팔에서 미량의 소조토 시료를 수습하였다. 이 때 각 시료의 층위별 광물학적 및 지구화학적 특성, 물성 및 입도차이를 살펴보기 위해 층위가 비교적 뚜렷하게 구분되는 어깨면에서 층위별 대표시료를 수습하였다(Figure 1B).
- 이 토양시료와 소조토시료의 과학적 동질성을 규명하기 위해 자화강도, 광물학적 특징 및 지구화학적 진화경향을 상세히 살펴보았다. 분석 결과, 북방다문천왕 소조토의 원소조토층으로 판단되는 초벌층 및 중벌층은 마감층과 자화 강도에서 차이를 보였으며, 추정산지 토양은 마감층과 더 유사한 자화강도를 나타냈다.
제안 방법
- 1. 완주 송광사 북방다문천왕의 층위별 소조토의 정량 분석과 소조상의 내부구조 관찰을 통해 제작기법을 규명하였다. 소조토의 색도분석 결과, 초벌층과 중벌층의 색도는 유사성을 보였으며, 마감층과 보수층에서 명도 및 채도가 더 높게 나타났다.
- 사천왕상을 구성하는 소조토의 색은 각종 인위적인 첨가물9에 의해 많이 좌우되기도 한다. 따라서 이 연구에서는 먼셀 토색첩과 색차계를 이용하여 소조토의 색도를 분석하였다.
- 이 연구대상인 소조사천왕상의 소조토는 앞의 물리적 및 광물학적 특성에서 살펴보았듯이 층위별로 입도에 따른 이질성을 나타냈다. 따라서 층위별 소조토의 입도분포를 정량 적으로 파악하기 위해 입도분석을 실시하였다. 이 결과, 보수층을 제외한 모든 시료에서 50% 이상의 높은 미사 함량을 보였다.
- 시료를 구성하는 원소들의 정량분석은 유도결합플라즈 마분광분석기와 질량분석기(ICP-AES, ICP-MS) 및 중성자 방사화분석기(INAA)를 이용하였으며, 신뢰도 측정을 통해 분석결과를 평가하였다. 또한 각 층위별 시료의 입도특성을 파악하기 위해 입도분석을 실시하였다. 먼저 전처리한 시료 중 2mm 이상의 입도분은 습식체질법으로 입도를 분류하였으며, 2mm 이하의 입도분은 레이저 회절법(Malvern Instrument, Mastersiaer 2000)으로 분류하였다.
- 이 때 각 시료의 층위별 광물학적 및 지구화학적 특성, 물성 및 입도차이를 살펴보기 위해 층위가 비교적 뚜렷하게 구분되는 어깨면에서 층위별 대표시료를 수습하였다(Figure 1B). 또한 대표시료의 층위특징을 검증하기 위해 위치별 층위시료도 어깨면과 붕괴된 오른쪽 팔에서 추가로 수습하였다. 한편 수습한 소조토와 재료학적 동질성 및 원료 공급지 해석을 위해 비교적 수급이 용이 하다고 판단된 송광사 북쪽 종남산 기슭에서 퇴적토, 심토 및 점토를 채취하였다(Table 1).
- 소조토의 자화강도를 알아보기 위해 ZH Instruments사의 SM30 측정기기를 이용하여 전암대자율을 측정하였다. 또한 층위별 소조토의 입자크기와 기질의 색 등 광물학적 및 조직적 특징을 관찰 하기 위해 강화처리를 실시한 후 박편을 제작하여 현미경 관찰을 실시하였다. 관찰에 사용된 현미경은 Nikon사의 SNZ100 모델과 Nikon사의 Eclipse E 600W 편광/반사 겸용 현미경이다.
- 소조사천왕상을 구성하는 소조토의 층위별 미세자기를 확인하기 위해 전암대자율 측정을 실시하였다. 측정 결과, 초벌층, 중벌층, 보수층은 모두 0.
- 소조사천왕상을 구성하는 층위별 소조토의 미세 표면상태 및 유기물 결합상태 등을 살펴보기 위해 Oxford사의 에너지분산형 성분분석기(EDX Inca M/X)를 장착한 주사전자현미경(Jeol, JSM 6335F)을 이용하였고, 구성광물의 동정을 위해 XRD 분석을 수행하였다. XRD 분석에는 Rigaku제 D/Max-ⅡB X-선 회절분석기를 이용하였으며, 타겟으로 사용된 X-선은 CuKα, 양극의 가속전압 및 필라멘트의 전류는 각각 40㎸와 40㎃이다.
- 우선 각 층위별 소조토의 색도측정을 위해 먼셀 토색첩과 색도계를 이용하여 색도를 측정하였으며, 사용된 색도계는 Minolta사의 CR-300이다. 소조토의 자화강도를 알아보기 위해 ZH Instruments사의 SM30 측정기기를 이용하여 전암대자율을 측정하였다. 또한 층위별 소조토의 입자크기와 기질의 색 등 광물학적 및 조직적 특징을 관찰 하기 위해 강화처리를 실시한 후 박편을 제작하여 현미경 관찰을 실시하였다.
- 완주 송광사 북방다문천왕에서 수습한 소조토를 대상으로 색도, 입도, 광물학적 및 지구화학적 특성 등 재료학적특성을 살펴보고 추가적으로 감마선 촬영 및 붕괴된 어깨 면의 정밀 관찰을 통해 종합적인 제작기법을 살펴보았다. 층위별 소조토의 재료학적 특성을 Table 4에 정리하였으며, 이 특성을 비교 검증하기 위하여 절단된 어깨면을 도면 화하여 분석결과에 대한 맵핑을 실시하였다(Figure 11).
- 완주 송광사 북방다문천왕을 대상으로 조성되어 있는 층위별 소조토 구성광물의 형태, 입자크기, 기질의 상태 등을 관찰하기 위해 시편을 제작하고 실체 및 편광현미경 관찰을 실시하였다(Figure 4). 이 결과, 전체적으로 미정질 혹은 은미정질의 실트와 점토 입도를 보이는 기질을 보였다.
- 완주 송광사 북방다문천왕의 층위별 소조토를 대상으로 주성분, 미량 및 희토류원소의 함량과 거동특성을 살펴보았다(Table 3). 일반적으로 풍화가 진행되면 규산염류가 분해되어 산에 가용성인 Al2O3와 Fe2O3가 증대된다.
- 완주 송광사 사천왕상을 구성하고 있는 소조토의 주성분, 희토류, 호정 및 불호정원소를 각각 화강암의 평균함량10, 운석 초생치11, 원시맨틀 조성12으로 표준화하여 지구화학적 거동특성과 진화경향을 검토하였다. 이 결과, 주성분원소 에서 층위별 소조토는 대부분 비슷한 부화 및 결핍 경향을 보였으나 보수층은 CaO가 뚜렷한 부화경향을 보이고 일부 주성분원소에서 다른 층위 소조토와 상이한 부화와 결핍 양상을 보였다(Figure 8).
- 수습한 시료를 대상으로 광물학적, 토양학적 및 지구화학적 특성을 파악하고 이들의 원료 산지와 제작기법을 규명하였다. 우선 각 층위별 소조토의 색도측정을 위해 먼셀 토색첩과 색도계를 이용하여 색도를 측정하였으며, 사용된 색도계는 Minolta사의 CR-300이다. 소조토의 자화강도를 알아보기 위해 ZH Instruments사의 SM30 측정기기를 이용하여 전암대자율을 측정하였다.
- 이 연구에서는 소조사천왕상을 구성하고 있는 소조토의 재료학적 특성과 제작기법을 파악하기 위해 재사용이 불가능한 북방다문천왕 어깨면과 오른쪽 팔에서 미량의 소조토 시료를 수습하였다. 이 때 각 시료의 층위별 광물학적 및 지구화학적 특성, 물성 및 입도차이를 살펴보기 위해 층위가 비교적 뚜렷하게 구분되는 어깨면에서 층위별 대표시료를 수습하였다(Figure 1B). 또한 대표시료의 층위특징을 검증하기 위해 위치별 층위시료도 어깨면과 붕괴된 오른쪽 팔에서 추가로 수습하였다.
- 한편 소조사천왕상을 구성하는 층위별 소조토의 표면 산출상태, 공극 및 유기물 분포현황 등을 살펴보기 위해 주사전자현미경 관찰을 실시하였으며, 물질의 성분을 알아보기 위해 EDS 분석도 함께 실시하였다. 먼저 미세조직적 특징 및 공극분포 특성을 살펴보면, 초벌 및 중벌층은 입자분포가 거칠고 다양한 크기의 공극이 산출되었다.
대상 데이터
- XRD 분석에는 Rigaku제 D/Max-ⅡB X-선 회절분석기를 이용하였으며, 타겟으로 사용된 X-선은 CuKα, 양극의 가속전압 및 필라멘트의 전류는 각각 40㎸와 40㎃이다.
- 감마선 촬영에 사용된 방사선 동위원소는 Ir-192이며, 노출강도는 55Ω, 노출거리는 2m, 노출시간은 부위와 두께에 따라 60∼180분으로 촬영하였다.
- 또한 층위별 소조토의 입자크기와 기질의 색 등 광물학적 및 조직적 특징을 관찰 하기 위해 강화처리를 실시한 후 박편을 제작하여 현미경 관찰을 실시하였다. 관찰에 사용된 현미경은 Nikon사의 SNZ100 모델과 Nikon사의 Eclipse E 600W 편광/반사 겸용 현미경이다.
- 완주 송광사 소조사천왕상과 같은 대형 소조상은 사찰건물의 벽 등과 같이 건조식 소성 과정을 갖는 문화재로서 사찰이라는 고립성과 쉬운 재료의 수급 등을 고려했을 때, 비교적 가까운 곳에서 토양을 조달 했을 것으로 판단된다. 따라서 이 연구에서는 대웅전 뒤편에 위치한 사면에서 퇴적토, 심토 및 점토를 비교 대조군 시료로 채취하였다.
- 이 연구의 대상인 완주 송광사 소조사천왕상(보물 제1255호)은 임진왜란 이후 조성된 네 번째 대형 건조식 소조상7으로 조선시대 후기를 대표하는 소조사천왕상 중 하나로 평가받는 문화재이다. 이 사천왕상 중 북방다문천왕은 2010년에 오른쪽 팔이 어깨부위부터 붕괴되는 손상이 일어났으며, 이외에도 각 사천왕상 중 하중을 많이 받는 부분에서는 균열이 발생되어 있어 보존처리 및 복원이 시급한 상황이다.
- 먼저 전처리한 시료 중 2mm 이상의 입도분은 습식체질법으로 입도를 분류하였으며, 2mm 이하의 입도분은 레이저 회절법(Malvern Instrument, Mastersiaer 2000)으로 분류하였다. 한편 사천왕상 중 북방다문천왕의 내부구조 파악을 위해 감마선 촬영을 수행하였으며, 촬영에 사용된 기기는 Amersham사의 Tecops이다.
- 또한 대표시료의 층위특징을 검증하기 위해 위치별 층위시료도 어깨면과 붕괴된 오른쪽 팔에서 추가로 수습하였다. 한편 수습한 소조토와 재료학적 동질성 및 원료 공급지 해석을 위해 비교적 수급이 용이 하다고 판단된 송광사 북쪽 종남산 기슭에서 퇴적토, 심토 및 점토를 채취하였다(Table 1).
데이터처리
- 시료를 구성하는 원소들의 정량분석은 유도결합플라즈 마분광분석기와 질량분석기(ICP-AES, ICP-MS) 및 중성자 방사화분석기(INAA)를 이용하였으며, 신뢰도 측정을 통해 분석결과를 평가하였다. 또한 각 층위별 시료의 입도특성을 파악하기 위해 입도분석을 실시하였다.
- 이 소조사천왕상에서 수습한 소조토 시료들의 구성광물을 동정하기 위해 X-선 회절분석을 실시하였다(Figure 5).이 결과, 대부분의 시료에서 석영, 운모, 정장석, 사장석이 검출되었다.
이론/모형
- 또한 각 층위별 시료의 입도특성을 파악하기 위해 입도분석을 실시하였다. 먼저 전처리한 시료 중 2mm 이상의 입도분은 습식체질법으로 입도를 분류하였으며, 2mm 이하의 입도분은 레이저 회절법(Malvern Instrument, Mastersiaer 2000)으로 분류하였다. 한편 사천왕상 중 북방다문천왕의 내부구조 파악을 위해 감마선 촬영을 수행하였으며, 촬영에 사용된 기기는 Amersham사의 Tecops이다.
- 이상의 분석결과를 토대로 좀 더 정밀한 입도경향을 살펴보기 위해 Udden-Wentworth 규격에 의한 입도별 세분류를 살펴보았다(Table 2). 이 결과, 마감층을 제외한 모든 층위 에서 잔자갈(pebble)과 과립사질(granule)이 보인다.
성능/효과
- 69wt.% 의 월등한 유기물 함량을 나타냈으며, CaO의 함량에 따라 높게 산출됨과 동시에 제작과정에서 인위적으로 천연풀과 같은 유기물을 첨가한 것으로 판단된다. 이러한 유기물의 인위적인 첨가는 소조상의 제작과정에서 많이 적용되는 기법이기도 하다.
- 2. 소조토 초벌층, 중벌층 및 보수층의 전암대자율은 0.5(×10-3 SI unit) 이하의 유사한 자화강도를 나타냈으나, 보수층은 광물학적 및 지구화학적 특성이 초벌 및 중벌층과 상이한 것으로 보아 성인적으로 동질의 물질이 아닌 것으로 해석된다.
- 3. 현미경 관찰 결과, 초벌 및 중벌층에서는 황색계열 기질에 평균 1mm 이상의 입상광물이 관찰되었으며, 마감층은 황색계열 기질에 평균 1mm 이하의 입상광물이 보인다. 보수층은 적색계열 기질에 0.
- 4. 초벌층과 중벌층의 공극분포는 0.5mm, 마감층과 보수층은 수백~수십 ㎛ 크기로 나타난다. 보수층에서는 Ca 와 탄소가 검출되는 것으로 보아 강도보강을 위한 석회를 사용하였으며, 표면은 바탕층을 조성하기 위한 유기물 접착제가 사용된 것으로 추정된다.
- 5. 소조토의 층위별 입도특성을 살펴보면, 보수층을 제외한 모든 층위에서 미사의 함량이 높았다. 마감층에는 자갈이 없으며, 보수층에서 모래의 함량이 월등히 높다.
- 6. 소조토의 초벌층과 중벌층은 유사한 점토화 정도를 나타냈으며, 마감층은 초벌 및 중벌층에 비해 상대적으로 점토화 정도가 진행되었다. 또한 유기물 함량에서 초벌 및 중벌층은 차이가 있으나 마감층은 매우 일정한 값을 나타 냈다.
- 8. 소조상의 내부구조를 살펴보면 팔, 손, 발과 같은 부위는 소조토가 얇게 피복되어 있으며, 천의 등의 특수부위는 강선을 이용해 뼈대를 구성하였다. 전체적으로 심목과 부목을 연결하여 구조를 만들고 나무판자와 끈, 못, 철선, ‘ㄷ’자 꺽쇠를 사용하여 형태를 완성한 후에 새끼줄을 감고 소조토를 성형한 것으로 나타났다.
- 한편 보수 및 중수에 대한 역사적 또는 과학적 자료도 미비한 실정이며, 추정산지 토양이 완주 송광사 소조사천왕상 제작당시의 공급 했던 재료로 단정하기에는 다소 무리가 따른다. 그러나 분석결과를 종합할 때, 소조상을 구성하고 있는 원소조토와 마감층 및 추정산지 토양은 광물학적, 지구화학적 동질성이 매우 유사하며, 완주 송광사와 비교적 가까운 곳에서 대량의 흙을 조달할 수 있다는 점에서 보존처리 및 복원을 위한 재료로 사용하기에 무리는 없을 것으로 사료된다.
- 이 결과, 전체적으로 미정질 혹은 은미정질의 실트와 점토 입도를 보이는 기질을 보였다. 기질의 색은 초벌층, 중벌층 및 마감층은 황색계열이나, 보수층은 적색계열의 기질색을 나타냈다. 또한 모든 시료에 서는 입상광물인 석영, 운모, 장석 등이 관찰되었다.
- 마감층은 선행연구에서 제시되었던 제작기법과는 일치하지 않은 두께로 존재하며 일부 채색의 흔적이 나타난다. 따라서 이 마감층은 사천왕상 조성이 완료된 후 일정한 시간을 두고 다시 조성된 것으로 판단되며, 조형에 많은 부피를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 보수층은 최근(1994, 2004)에 보수개채 시 구조상 위험한 곳이나 채색을 하기 어려운 부분에 한에서 사용된 것으로 추정된다.
- 따라서 작열감량법을 이용하여 소조토에 함유된 유기물의 함량을 측정한 결과, 초벌층과 중벌층은 유사한 유기물 함량을 보였다. 마감층은 7.
- 이러한 층위별 소조토를 미국 농무성(USDA)에서 제안한 모래, 미사, 점토와 자갈, 모래, 미사+점토의 삼각도표에 도시해본 결과, 보수층을 제외한 모든 소조토 시료들은 미사질양토 영역에 도시되었다(Figure 7A). 또한 미사+점토의 함량이 80%에 가까운 그룹과 60~75% 사이의 그룹으로 구분할 수 있으나, 층위의 특성상 큰 구분이 되지 않는 것으로 보아 정선과정은 큰 차이가 없었던 것으로 추정된다. 특히 마감층은 자갈의 함량이 0% 영역에 도시되었으며, 모래와 미사+점토의 함량도 상당히 유사한 영역에 도시되었다.
- 또한 보수층 표면의 성분을 EDS로 분석한 결과, 칼슘(Ca)과 철(Fe)이 각각 21.22%와 8.84%로 높게 검출되었다. 이와 같이 보수층에 Ca가 높다는 것은 소조토 제작 시 물성 강화를 목적으로 석회를 첨가한 것을 의미한다.
- 그러나 현미경관찰 및 X-선회절분석 결과에서 초벌 및 중벌층과 추정산지 토양이 동일한 조암광물로 구성되어 있음이 확인되었으며, 지구화학적 거동특성과 진화경향에서도 동질성이 파악되었다(Figure 10). 또한 보수층의 자화강도는 초벌 및 중벌층과 유사한 특징을 보였으나 다른 모든 분석결과에서 상이한 것으로 나타났다.
- 이는 사천왕상을 조성한 마감층은 원소조토인 초벌 및 중벌층과 상이한 성인적 환경과 풍화과정을 겪은 토양이라는 것을 지시한다. 또한 보수층의 토양은 초벌 및 중벌층과 유사한 대자율 특성을 보였으나, 앞의 색도결과에서 상이한 특징을 보였다. 따라서 초벌 및 중벌층에 대한 마감층, 보수층의 층위별 특성 구분은 후술하는 광물학적 및 지구화학적 특성 비교검토를 통해 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠다.
- 소조토의 초벌층과 중벌층은 유사한 점토화 정도를 나타냈으며, 마감층은 초벌 및 중벌층에 비해 상대적으로 점토화 정도가 진행되었다. 또한 유기물 함량에서 초벌 및 중벌층은 차이가 있으나 마감층은 매우 일정한 값을 나타 냈다. 반면 보수층은 인위적인 유기물 첨가에 의해 높은 유기물 함량을 보였다.
- 보수층은 모래 입도에 집중되어 불균형적인 곡선인 계단식 입도(gap grading)를 나타냈으며, 전체적인 입도분포 경향과는 상이한 것으로 보아 인위적으로 입도조절을 수행했음을 알 수 있다. 또한 초벌층 및 중벌층은 자갈크기 이상의 입도에서 곡선이 양호한 것으로 보아, 소조토 제작 시 사용된 토양에 자갈을 일부 섞거나 제거하지 않은 것으로 판단된다.
- 이와 같이 보수층에 Ca가 높다는 것은 소조토 제작 시 물성 강화를 목적으로 석회를 첨가한 것을 의미한다. 보수층-A 는 일부 시료표면에 흑색고형물이 관찰되었는데 이 부분의 EDS 분석 결과, 탄소(C)가 55.01% 검출되었다. 따라서 이 흑색고형물은 채색 전에 보수층 표면에 바탕층을 조성했던 유기물 접착제로 추정된다.
- 북방다문천왕의 층위 및 위치별 시료를 대상으로 유기물의 종류를 살펴본 결과, 중벌층과 마감층에서 각각 유기물이 관찰되었다. 중벌층에서 관찰된 유기물은 두께가 약 20~30㎛로 짚여물의 일부로 확인되며, 마감층에서 관찰된 유기물은 두께가 약 10㎛ 이하로 종이와 같은 섬유질로 추정된다(Figure 4B, 4C, 4E).
- 분석 결과, 각 층위별 소조토의 L*, a*, b* 값은 초벌층과 중벌층이 각각 45.05∼49.75, 0.87∼3.39, 19.76∼21.82의 범위를 나타냈고, 마감층은 각각 51.35∼55.90, 4.16∼ 5.22, 25.98∼26.38의 범위분포로 초벌층 및 중벌층과 차이를 보였다.
- 이 토양시료와 소조토시료의 과학적 동질성을 규명하기 위해 자화강도, 광물학적 특징 및 지구화학적 진화경향을 상세히 살펴보았다. 분석 결과, 북방다문천왕 소조토의 원소조토층으로 판단되는 초벌층 및 중벌층은 마감층과 자화 강도에서 차이를 보였으며, 추정산지 토양은 마감층과 더 유사한 자화강도를 나타냈다. 그러나 현미경관찰 및 X-선회절분석 결과에서 초벌 및 중벌층과 추정산지 토양이 동일한 조암광물로 구성되어 있음이 확인되었으며, 지구화학적 거동특성과 진화경향에서도 동질성이 파악되었다(Figure 10).
- 완주 송광사 북방다문천왕의 층위별 소조토의 정량 분석과 소조상의 내부구조 관찰을 통해 제작기법을 규명하였다. 소조토의 색도분석 결과, 초벌층과 중벌층의 색도는 유사성을 보였으며, 마감층과 보수층에서 명도 및 채도가 더 높게 나타났다. 마감층과 보수층의 색도가 원소조토와 차이를 보이는 것은 유기물 및 입도의 차이와 인위적인 첨가물에 의한 것으로 판단된다.
- 이 소조사천왕상에서 수습한 소조토 시료들의 구성광물을 동정하기 위해 X-선 회절분석을 실시하였다(Figure 5).이 결과, 대부분의 시료에서 석영, 운모, 정장석, 사장석이 검출되었다. 층위별 소조토 구성광물을 비교한 결과, 마감 층에서 운모의 회절피크가 상대적으로 높게 검출되는 경향을 보였으나 초벌층, 중벌층 및 마감층은 층위에 상관없이 유사한 광물이 동정되었다.
- 또한 층위별 소조토의 색도차를 정량적으로 판단하고자 아래 식(1)을 이용하여 색차(⊿E*)를 산출하였으며 기준 값은 원소조토로 판단되는 초벌층 및 중벌층의 평균 색도 값을 사용하였다. 이 결과, 마감층의 색차값은 평균 8.42의 차이를 보였으며, 보수층은 평균 16.04의 큰 색차값을 나타냈다. 전자는 물리적 특성이 비교적 비슷한 토양을 사용하였으나 입도차이 및 첨가된 유기물의 차이로 인한 결과로 추정된다.
- 따라서 층위별 소조토의 입도분포를 정량 적으로 파악하기 위해 입도분석을 실시하였다. 이 결과, 보수층을 제외한 모든 시료에서 50% 이상의 높은 미사 함량을 보였다. 또한 보수층을 제외한 초벌, 중벌 및 마감층 입도의 경우 모래 14.
- 완주 송광사 북방다문천왕을 대상으로 조성되어 있는 층위별 소조토 구성광물의 형태, 입자크기, 기질의 상태 등을 관찰하기 위해 시편을 제작하고 실체 및 편광현미경 관찰을 실시하였다(Figure 4). 이 결과, 전체적으로 미정질 혹은 은미정질의 실트와 점토 입도를 보이는 기질을 보였다. 기질의 색은 초벌층, 중벌층 및 마감층은 황색계열이나, 보수층은 적색계열의 기질색을 나타냈다.
- 으로 표준화하여 지구화학적 거동특성과 진화경향을 검토하였다. 이 결과, 주성분원소 에서 층위별 소조토는 대부분 비슷한 부화 및 결핍 경향을 보였으나 보수층은 CaO가 뚜렷한 부화경향을 보이고 일부 주성분원소에서 다른 층위 소조토와 상이한 부화와 결핍 양상을 보였다(Figure 8).
- 이를 종합하면, 완주 송광사 소조사천왕상은 보수층을 제외한 모든 층위별 시료에서 모두 동일한 광물조성을 확인할 수 있으며, 마감층 운모의 회절피크에서 약간 상이한 점을 발견하였다. 또한 초벌 및 중벌층에서는 짚여물이, 마감층에서는 종이와 같은 섬유질이 물성강화를 위해 첨가된 것으로 나타났다.
- 재료학적 분석결과를 종합할 때, 완주 송광사 북방다문 천왕을 구성하는 소조토는 초벌층에서 마감층 및 보수층으로 갈수록 소조토의 명도 및 채도가 높아진다. 또한 입상광물의 크기는 작아지며, 마감층 및 보수층에는 자갈의 함량이 나타나지 않았다.
- 소조상의 내부구조를 살펴보면 팔, 손, 발과 같은 부위는 소조토가 얇게 피복되어 있으며, 천의 등의 특수부위는 강선을 이용해 뼈대를 구성하였다. 전체적으로 심목과 부목을 연결하여 구조를 만들고 나무판자와 끈, 못, 철선, ‘ㄷ’자 꺽쇠를 사용하여 형태를 완성한 후에 새끼줄을 감고 소조토를 성형한 것으로 나타났다.
- 점토화 정도를 비교한 결과, 초벌층과 중벌층은 SiO2 함량에 따른 Al2O3와 Fe2O3의 함량이 유사한 것으로 나타났다. 마감층의 경우 초벌층 및 중벌층의 비해 Al2O3 함량이 다소 높게 검출되었다.
- 촬영 결과, 소조토의 두께는 팔, 손, 발과 같은 부위에서 비교적 얇게 조성된 것을 확인하였다. 손가락의 경우 철선과 새끼줄을 이용해 뼈대를 제작하였으며, 천의부위는 철선을 뼈대로 이용하기도 하였다.
- 측정 결과, 초벌층, 중벌층, 보수층은 모두 0.500(×10-3 SI unit) 이하의 값을 나타낸 반면, 마감층은 평균 1.840(×10-3 SI unit)의 자화강도를 나타냈다(Figure 3).
- 이 결과, 대부분의 시료에서 석영, 운모, 정장석, 사장석이 검출되었다. 층위별 소조토 구성광물을 비교한 결과, 마감 층에서 운모의 회절피크가 상대적으로 높게 검출되는 경향을 보였으나 초벌층, 중벌층 및 마감층은 층위에 상관없이 유사한 광물이 동정되었다. 일부 마감층에서는 녹니석이 검출되었는데 이는 마감층에 점토가 많이 함유된 것을 지시한다.
- 보수층에서는 Ca 와 탄소가 검출되는 것으로 보아 강도보강을 위한 석회를 사용하였으며, 표면은 바탕층을 조성하기 위한 유기물 접착제가 사용된 것으로 추정된다. 층위별 소조토에는 석영, 운모, 정장석, 사장석이 공통적으로 포함되어 있으며, 보수층에서는 운모가 검출되지 않았고 고령석, 방해석 및 백운석이 검출되었다. 이 방해석과 백운석은 물성 강화를 위해 인위적으로 첨가한 석회에 의한 것으로 판단된다.
- 또한 미사+점토의 함량이 80%에 가까운 그룹과 60~75% 사이의 그룹으로 구분할 수 있으나, 층위의 특성상 큰 구분이 되지 않는 것으로 보아 정선과정은 큰 차이가 없었던 것으로 추정된다. 특히 마감층은 자갈의 함량이 0% 영역에 도시되었으며, 모래와 미사+점토의 함량도 상당히 유사한 영역에 도시되었다. 이는 입도분포가 상대적으로 자유롭게 선택될 수 있는 초벌 및 중벌층과는 달리 조형의 완성과 채색을 해야하는 마감층의 특성이 잘 나타나는 결과로 판단된다.
- 반면 마감 층과 보수층은 균질하고 세밀한 입자분포를 보였다. 특히 보수층은 공극의 분포와 크기가 다른 층위시료들에 비해 매우 일정한 것이 확인되었다. 또한 초벌층과 마감층에 분포하는 공극은 풍화로 인한 조직의 이완과 입상광물의 소실이 중요한 공극생성의 요인으로 판단되며, 입상광물로는 주로 층상의 운모가 점토광물과 혼재되어 나타났다(Figure 4A, 4B, 4C, 4D).
후속연구
- 또한 소조토의 산지를 추정하여 보존처리 및 복원 시 재료 선택이 가능한 기초자료를 확보하였다. 이와 같은 연구와 데이터베이스 구축은 앞으로 국내에 현존하는 대형 소조상의 연구 및 보존처리에 과학적인 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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