광주 치평동 유적 출토 철기시대 토기의 제작특성과 매장환경 연구 Production Characteristics and Post-depositional Influence of Iron Age Pottery from Chipyeongdong Site in Gwangju, Korea원문보기
이 연구에서는 광주 치평동 유적에서 출토된 토기의 태토산지와 소성온도를 광물학적 및 지구화학적 연구방법으로 해석하고 매장환경 하에서 토기의 변질을 조사하였다. 토기와 토양시료는 유사한 광물조성과 지구화학적 진화경향을 갖는 것으로 보아 재료로서의 유사성이 인정되며 토기는 유적의 인근 지역 토양을 이용하여 제작된 것으로 해석된다. 광물학적 분석결과를 근거로, 토기는 크게 $1,000{\sim}1,100^{\circ}C$에서 고온 소성된 그룹과 $700{\sim}1,000^{\circ}C$에서 저온 소성된 그룹으로 나눌 수 있다. 또한 고온 소성된 시료에서는 거정질 입자를 제거하는 수비과정을 거쳤을 것으로 보이는데 저온 소성된 시료들과는 다른 시기 또는 용도의 차이를 보이는 것으로 판단된다. 저온 소성된 토기에서 매장환경 동안 P이 토기 내 Al, Fe 등과 반응하여 비결정질의 침전물을 형성하는 것이 관찰되었으며, 이는 환경에 의한 토기의 변질 현상으로 해석된다.
이 연구에서는 광주 치평동 유적에서 출토된 토기의 태토산지와 소성온도를 광물학적 및 지구화학적 연구방법으로 해석하고 매장환경 하에서 토기의 변질을 조사하였다. 토기와 토양시료는 유사한 광물조성과 지구화학적 진화경향을 갖는 것으로 보아 재료로서의 유사성이 인정되며 토기는 유적의 인근 지역 토양을 이용하여 제작된 것으로 해석된다. 광물학적 분석결과를 근거로, 토기는 크게 $1,000{\sim}1,100^{\circ}C$에서 고온 소성된 그룹과 $700{\sim}1,000^{\circ}C$에서 저온 소성된 그룹으로 나눌 수 있다. 또한 고온 소성된 시료에서는 거정질 입자를 제거하는 수비과정을 거쳤을 것으로 보이는데 저온 소성된 시료들과는 다른 시기 또는 용도의 차이를 보이는 것으로 판단된다. 저온 소성된 토기에서 매장환경 동안 P이 토기 내 Al, Fe 등과 반응하여 비결정질의 침전물을 형성하는 것이 관찰되었으며, 이는 환경에 의한 토기의 변질 현상으로 해석된다.
This study aimed to interpret the provenance and firing temperature of pottery from Chipyeongdong site in Gwangju, Korea though mineralogical and geochemical methods and also investigated the post-depositional alteration of pottery in burial environments. It is also presumed that they were made of s...
This study aimed to interpret the provenance and firing temperature of pottery from Chipyeongdong site in Gwangju, Korea though mineralogical and geochemical methods and also investigated the post-depositional alteration of pottery in burial environments. It is also presumed that they were made of soils near the site because they have similar mineralogical composition and same geochemical evolution path. Based on the results of mineralogical analysis, the pottery samples are largely divided into 2 groups; $700^{\circ}C$ to $1,000^{\circ}C$ and 1,000 to $1,100^{\circ}C$. At some pottery fired at over $1,000^{\circ}C$, it is thought that the refinement of raw materials were processed to remove macrocrystalline fragments. However, it was found that phosphate in soil environments formed amorphous aggregates with Al and Fe within the pores and voids on pottery fired at the low temperature. It indicates the contamination of pottery after burial.
This study aimed to interpret the provenance and firing temperature of pottery from Chipyeongdong site in Gwangju, Korea though mineralogical and geochemical methods and also investigated the post-depositional alteration of pottery in burial environments. It is also presumed that they were made of soils near the site because they have similar mineralogical composition and same geochemical evolution path. Based on the results of mineralogical analysis, the pottery samples are largely divided into 2 groups; $700^{\circ}C$ to $1,000^{\circ}C$ and 1,000 to $1,100^{\circ}C$. At some pottery fired at over $1,000^{\circ}C$, it is thought that the refinement of raw materials were processed to remove macrocrystalline fragments. However, it was found that phosphate in soil environments formed amorphous aggregates with Al and Fe within the pores and voids on pottery fired at the low temperature. It indicates the contamination of pottery after burial.
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문제 정의
따라서 이 연구에서는 기존의 지구화학적 연구방법과 함께 광물학적 및 암석학적 연구방법을 정리하여 광주 치평동 유적에서 출토된 토기의 태토산지를 추정하고 소성온도 등의 제작 특성을 고찰하였다. 또한 유적이 파괴된 후 재퇴적되었다는 점을 고려하여 매장환경에 의한 토기의 변질과 풍화양상을 검토하였다.
이 연구에서는 광주 치평동에서 출토된 토기의 태토 산지와 소성온도를 포함하는 제작기법을 광물학적 및 지구화학적 방법으로 탐색하고 매장환경에서 토기에 영향을 미치는 P의 부화현상과 존재형태를 검토하였다. 토기시료들은 대부분 기원전 1세기 전후의 철기시대 형식을 가지고 있으며 유적이 파괴된 후 재퇴적된 층에서 발견되었다.
제안 방법
따라서 이 연구에서는 기존의 지구화학적 연구방법과 함께 광물학적 및 암석학적 연구방법을 정리하여 광주 치평동 유적에서 출토된 토기의 태토산지를 추정하고 소성온도 등의 제작 특성을 고찰하였다. 또한 유적이 파괴된 후 재퇴적되었다는 점을 고려하여 매장환경에 의한 토기의 변질과 풍화양상을 검토하였다.
따라서 조가비 가루, 다른 토기 알갱이, 모래, 암편 등을 비짐(temper)으로 첨가하면 찰기를 줄여 성형을 용이하게 하고 수축률을 줄일 수 있다(Rice, 1987). 이 연구에서는 토기의 편광현미경 관찰결과를 토양의 모래입자와 비교하여 태토에 광물 첨가 또는 제거 경향을 유추할 수 있다. CH-12, 16을 제외한 모든 토기는 1~3 mm의 첨가물을 가지고 있으나 원마도가 높고 토양의 모래입자와 유사한 크기이므로 토양에 비짐을 첨가하지 않았을 것으로 판단된다.
토양은 모래 크기를 분리하여 조직을 관찰하고 토기의 조직과 비교하였다. 일부 토기시료는 에너지분산형분광기(energy dispersive X-ray spectrometer, EDS)를 장착한 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM, Jeol, JSM-5910LV, Japan)과 전자현미분석기(electron probe X-ray micro analyzer, EPMA, JXA-8230, Jeol, Japan/Oxford Instruments Analytical, UK)를 사용하여 미세 조직을 관찰하였다.
치평동 토기의 소성온도는 광물조성과 열분석 결과를 고려하여 추정하였다(Table. 6). 토기시료 CH-12, 16는 뮬라이트의 미약한 생성과 운모의 소멸, 미미한 열중량 감소율과 유리질화된 기질을 고려하였을 때 1,000~1,100℃에서 소성된 것으로 판단된다.
토기가 소성과정에서 겪는 열이력과 광물 상전이를 조사하기 위해 열중량 및 시차열분석(thermogravimetric-differential thermal analysis, TG-DTA, 2000S, MacScience, Co., Japan)을 수행하였다. 백금용기에서 승온속도 20℃/min로, 1,100℃까지 공기 중에서 가열하여 최고 온도에서 1분간 유지하였고, 표준물질로는 a-Al2O3를 사용하였다.
토기와 토양의 조직관찰을 위해 수지(resin)로 고정하여 박편제작하고 편광현미경(Nikon Microphot-FXA, Japan)으로 관찰하였다. 토양은 모래 크기를 분리하여 조직을 관찰하고 토기의 조직과 비교하였다.
토기의 단면을 편광현미경으로 관찰하여 조직, 공극, 그리고 태토 외에 혼입된 첨가물인 비짐(temper)의 존재여부를 확인하였고 토양시료는 모래(0.05~2 mm)를 박편으로 제작하여 토기의 비짐과 비교하였다. 그 결과(Fig.
토양시료는 오븐 건조시킨 후, 체로 2 mm 이상의 자갈을 제거하고 분리한 시료를 증류수와 1:5의 비율로 혼합한 뒤 24시간 교반하여 pH를 측정하였다. 토양시료는 24시간 교반한 후 과산화수소와 DCB(dithionite-citrate-bicarbonate)로 유기물과 철산화물을 제거한 후 (Jackson, 1969; White and Dixon, 2003), 습식 체거름과 레이져 입도 분석기(Malvern, Mastersizer 2000S, UK)로 모래(sand), 미사(silt), 점토(clay)의 함량을 분석하여 무게 백분율로 계산하고 토성삼각도에 도시하여 입도를 분석하였다.
토양시료는 오븐 건조시킨 후, 체로 2 mm 이상의 자갈을 제거하고 분리한 시료를 증류수와 1:5의 비율로 혼합한 뒤 24시간 교반하여 pH를 측정하였다. 토양시료는 24시간 교반한 후 과산화수소와 DCB(dithionite-citrate-bicarbonate)로 유기물과 철산화물을 제거한 후 (Jackson, 1969; White and Dixon, 2003), 습식 체거름과 레이져 입도 분석기(Malvern, Mastersizer 2000S, UK)로 모래(sand), 미사(silt), 점토(clay)의 함량을 분석하여 무게 백분율로 계산하고 토성삼각도에 도시하여 입도를 분석하였다.
토기와 토양의 조직관찰을 위해 수지(resin)로 고정하여 박편제작하고 편광현미경(Nikon Microphot-FXA, Japan)으로 관찰하였다. 토양은 모래 크기를 분리하여 조직을 관찰하고 토기의 조직과 비교하였다. 일부 토기시료는 에너지분산형분광기(energy dispersive X-ray spectrometer, EDS)를 장착한 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM, Jeol, JSM-5910LV, Japan)과 전자현미분석기(electron probe X-ray micro analyzer, EPMA, JXA-8230, Jeol, Japan/Oxford Instruments Analytical, UK)를 사용하여 미세 조직을 관찰하였다.
발굴 당시 유적은 대부분 파괴되었고, 나온 유물들은 재퇴적된 유물 포함층으로 기원 1세기 전후로 추정되는 철기시대 토기들이 대부분이다. 발굴은 이미 1994~1995년에 완료되었으며 발굴터는 객토한 상태여서 발굴터 자리의 객토 이전 고토양(CH-S)을 채취하였다. 토기의 형태로 볼 때 점토대 토기를 비롯한 대부분의 토기는 기원전 1세기의 철기시대 유적으로 보고 있다(Yim and Seo, 1997).
, Japan)을 수행하였다. 백금용기에서 승온속도 20℃/min로, 1,100℃까지 공기 중에서 가열하여 최고 온도에서 1분간 유지하였고, 표준물질로는 a-Al2O3를 사용하였다.
이론/모형
정방위 분석은 시료의 점토만 분리하여 건조상태, ethylene glycol 포화상태, 300℃, 550℃ 열처리 후 X-선 회절분석을 수행하여 점토광물의 종류를 동정하였다(Moon, 1995). 토기의 광물동정을 위해 표면부는 제거하고 내부기질을 부정방위법으로 X-선 회절분석하였다.
성능/효과
광물조성과 열분석 결과로부터 토기는 석영과 장석, 뮬라이트를 포함하고 1,000℃ 이상에서 소성된 것으로 추정되는 그룹과 석영과 장석을 포함하고 900~1,000℃에서 소성된 것으로 추정되는 그룹, 석영, 장석, 운모 등을 포함하고 900℃ 이하의 소성 그룹 등으로 나누어진다. 또한 토기와 토양은 주성분 및 희토류 원소 분포가 거의 유사한 지구화학적 진화경향을 가지고 있어 재료적 유사성이 유추되며 광물조성과 지구화학적 분석을 종합하면 치평동 토기는 유적지 인근 토양을 태토로 하여 제작되었을 것으로 해석된다.
05~2 mm)를 박편으로 제작하여 토기의 비짐과 비교하였다. 그 결과(Fig. 4), 토기는 CH-12과 16을 제외하고는 대체로 공극이 많고 유리질화 되지 않은 기질을 가지고 있었다. 흑운모와 백운모가 기질 내에 분포하며 대부분 1~3 mm의 비짐이 존재하는데 석영과 장석의 다결정질과 풍화된 장석을 관찰할 수 있다.
광물조성과 열분석 결과로부터 토기는 석영과 장석, 뮬라이트를 포함하고 1,000℃ 이상에서 소성된 것으로 추정되는 그룹과 석영과 장석을 포함하고 900~1,000℃에서 소성된 것으로 추정되는 그룹, 석영, 장석, 운모 등을 포함하고 900℃ 이하의 소성 그룹 등으로 나누어진다. 또한 토기와 토양은 주성분 및 희토류 원소 분포가 거의 유사한 지구화학적 진화경향을 가지고 있어 재료적 유사성이 유추되며 광물조성과 지구화학적 분석을 종합하면 치평동 토기는 유적지 인근 토양을 태토로 하여 제작되었을 것으로 해석된다.
각 시료의 희토류 원소 분포는 거의 유사한 지구화학적 진화경향을 가지고 있어 태토의 유사성이 유추된다. 위의 결과를 종합하면 치평동 토기는 인근 토양을 태토로 하여 제작되었을 것으로 해석할 수 있다.
주성분 원소 분석결과로부터 토기는 토양에 비해 MnO의 결핍, CaO, Na2O, P2O5의 부화가 확인되었다. 특히 일부 토기에서는 토양에 비해 최대 33배의 P2O5이 검출되어 매장 환경에 의한 풍화와 변질의 가능성을 배제하기 어렵다.
토기와 토양의 희토류 원소 분석결과(Table 5), 대부분의 시료들은 LREE인 La이 부화되어 있었고 HREE인 Lu도 약간 부화되어 있었지만 Eu에서는 매우 미약한 부의 이상이 관찰되었다. 운석의 초생치로 표준화한 결과(Fig.
토양 시료의 pH 및 입도분석 결과, 토양 시료는 pH 5.42의 산성토양으로 자갈 1.80%, 모래 18.78%, 미사 69.25%, 점토 10.17%의 미사질 양토의 특성을 가지고 있었다(Table 2). 광물조성은 비점토광물로서 석영, 장석을 포함하고 점토광물로는 질석, 고령석, 녹니석, 운모를 포함하고 있었다(Fig.
후속연구
7의 분석결과는 낮은 pH의 매장환경에서 안정한 P 화합물이 생성된 것으로 볼 수 있으며 토기의 변질현상으로 해석할 수 있다. 따라서 토기는 매장환경에서 풍화 또는 변질될 수 있으며 토기의 화학조성만으로 태토산지를 추정하거나 토기의 특성을 파악하는 것은 산지추정의 오류를 가져올 수 있으므로 토기의 제작과정, 사용흔적, 그리고 매장환경을 고려한 종합적인 검토가 필요하다.
또한 토기는 토양에 비해 Mn의 결핍, Ca, Na, P의 농집이 관찰되었고 특히 P은 저온 소성된 토기의 공극 사이에서 Fe과 Al과 함께 비결정질의 침전물을 이루고 있었다. 즉, 토기는 산성토양에서 장기간의 매장 환경을 거치면서 그 영향을 받은 것으로 판단되지만 변질 원인과 그 경로에 대해서는 향후 심도 있는 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
토기의 연구방법 중, 주성분 분석과 판별분석이 폭넓게 활용된 까닭은 무엇인가?
, 1994). 이 방법은 많은 시료를 효율적으로 통계처리하여 명확한 결과를 얻을 수 있어 많은 연구자들에 의해 폭넓게 활용되었다.
토기를 통해 밝히고자 하는 것은 무엇인가?
토기의 연구는 형태적 특성을 중심으로 한 형식학적 연구 위주로 진행되어 왔으며 1970년대 후반부터 자연과학적 기법을 도입하여 연구의 범위를 확대하였다. 토기를 통해 밝히고자 하는 것은 주로 토기 재료의 선택, 지역적 차이, 소성온도, 토기의 이동을 통한 사회적 교류, 제작 연대 등이며 역사적 기록이 상대적으로 적은 고려시대 이전의 토기가 주요 대상이 되어 왔다.
토기가 중요한 자료로 취급되는 이유는 무엇인가?
토기는 토양을 주 재료로 하는 문화재로서 발굴을 통해 가장 많이 출토되고 있으며 고고학적 시대 구분 및 사회시스템의 변천을 설명할 수 있는 중요한 자료이다(Choi and Shin, 1998). 토기의 연구는 형태적 특성을 중심으로 한 형식학적 연구 위주로 진행되어 왔으며 1970년대 후반부터 자연과학적 기법을 도입하여 연구의 범위를 확대하였다.
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