본 연구에서는 채색문화재에 사용된 녹색안료 석록을 국내 산출 석록원광 및 수입산 석록원광과 비교하여 석록의 산지에 대한 단서를 찾고자 하였다. 이를 위해 채색문화재의 화학적, 광물학적 특성을 휴대용 X선형광(p-XRF), 미소부 X선회절과(microXRD) 주사전자현미경/에너지분산스펙트로메터(SEM/EDS) 분석으로 규명하였다. 석록에 함유되어 있는 납을 열이온화질량분석기로 분석하여 납동위원소비를 구하였다. 채색문화재 중 단청의 석록에서는 atacamite (or botallackite)와 소량의 brochantite, 불화에서는 이외에 malachite가 동정되었다. 종류를 불문하고 채색문화재에 사용된 석록은 Cu와 Cl로 이루어진 atacamite가 대부분이다. 납동위원소비 분석에서는 채색문화재 내 석록이 Mabuchi가 제안한 동북아에 대한 지역별 구분에서 한국남부지역보다 한국북부지역과 중국북부지역 그리고 일본 것과 유사하다. 국내 산출 녹색광물의 납동위원소비는 채색문화재 내 석록의 분포 안에 속하나 수입산 공작석은 큰 차이를 보였다. 채색문화재 내 석록의 주광물인 atacamite가 한반도 남쪽 광산에서는 매우 드물게 산출되는 것과 납동위원소비 결과를 종합할 때 우리나라 채색문화재에 사용된 석록이 한반도 이남에서 산출되었을 가능성은 적다.
본 연구에서는 채색문화재에 사용된 녹색안료 석록을 국내 산출 석록원광 및 수입산 석록원광과 비교하여 석록의 산지에 대한 단서를 찾고자 하였다. 이를 위해 채색문화재의 화학적, 광물학적 특성을 휴대용 X선형광(p-XRF), 미소부 X선회절과(micro XRD) 주사전자현미경/에너지분산스펙트로메터(SEM/EDS) 분석으로 규명하였다. 석록에 함유되어 있는 납을 열이온화질량분석기로 분석하여 납동위원소비를 구하였다. 채색문화재 중 단청의 석록에서는 atacamite (or botallackite)와 소량의 brochantite, 불화에서는 이외에 malachite가 동정되었다. 종류를 불문하고 채색문화재에 사용된 석록은 Cu와 Cl로 이루어진 atacamite가 대부분이다. 납동위원소비 분석에서는 채색문화재 내 석록이 Mabuchi가 제안한 동북아에 대한 지역별 구분에서 한국남부지역보다 한국북부지역과 중국북부지역 그리고 일본 것과 유사하다. 국내 산출 녹색광물의 납동위원소비는 채색문화재 내 석록의 분포 안에 속하나 수입산 공작석은 큰 차이를 보였다. 채색문화재 내 석록의 주광물인 atacamite가 한반도 남쪽 광산에서는 매우 드물게 산출되는 것과 납동위원소비 결과를 종합할 때 우리나라 채색문화재에 사용된 석록이 한반도 이남에서 산출되었을 가능성은 적다.
This study tried to find the clue to Seokrok province by comparing Seokrok used in painting culture properties with Seokrok ore from domestic occurrence and imported Seokrok ore. To this end, chemical and mineralogical characteristics of painting cultural properties were identified with portable X-r...
This study tried to find the clue to Seokrok province by comparing Seokrok used in painting culture properties with Seokrok ore from domestic occurrence and imported Seokrok ore. To this end, chemical and mineralogical characteristics of painting cultural properties were identified with portable X-ray Florescence (p-XRF), micro X-ray diffraction (micro XRD) and SEM/EDS Analysis. To obtain Pb isotopic ratio, the Pb contained in Seokrok has been analyzed with Thermal Ionization Mass Spectrometer. Atacamite (or botallackite) and small quantity of brochantite were identified from Seokrok in Dancheong, and malachite was also identified from Buddhist painting besides those two ingredients. Without distinction of type, most Seokrok used in painting cultural properties is atacamite composed of Cu and Cl. From Pb isotope analysis, it was found that Seokrok in painting cultural properties was closer to that of north Korea, north China and Japan than south Korea as in regional division for East North Asia suggested by Mabuchi. The Pb isotopic ratio of domestic green mineral belongs to the distribution of Seokrok inside the painting cultural properties but imported malachite showed considerably difference. Considering the fact that atacamite, the main mineral of Seokrok in painting cultural properties is rarely produced from southern mine of the Korean Peninsula and the result of Pb isotope analysis.
This study tried to find the clue to Seokrok province by comparing Seokrok used in painting culture properties with Seokrok ore from domestic occurrence and imported Seokrok ore. To this end, chemical and mineralogical characteristics of painting cultural properties were identified with portable X-ray Florescence (p-XRF), micro X-ray diffraction (micro XRD) and SEM/EDS Analysis. To obtain Pb isotopic ratio, the Pb contained in Seokrok has been analyzed with Thermal Ionization Mass Spectrometer. Atacamite (or botallackite) and small quantity of brochantite were identified from Seokrok in Dancheong, and malachite was also identified from Buddhist painting besides those two ingredients. Without distinction of type, most Seokrok used in painting cultural properties is atacamite composed of Cu and Cl. From Pb isotope analysis, it was found that Seokrok in painting cultural properties was closer to that of north Korea, north China and Japan than south Korea as in regional division for East North Asia suggested by Mabuchi. The Pb isotopic ratio of domestic green mineral belongs to the distribution of Seokrok inside the painting cultural properties but imported malachite showed considerably difference. Considering the fact that atacamite, the main mineral of Seokrok in painting cultural properties is rarely produced from southern mine of the Korean Peninsula and the result of Pb isotope analysis.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
전통의 맥을 잇고 수리 또는 복원을 통해 문화재로서의 가치를 유지하기 위해서는 과거에 적용되었던 것과 동일한 재료를 사용해야 한다. 이에 본 연구에서는 채색문화재에 사용된 석록안료의 수급처를 알아보기 위해 채색문화재에 사용된 구리함유 광물안료의 화학적, 광물학적 특성을 분석하고 납동위원소비 분석을 실시하였다. 이와 더불어 국내 광산 몇 곳에서 채취한 구리함유 녹색광물과 수입산 석록의 납동위원소비 특성을 함께 조사하여 채색문화재에 사용된 석록안료의 산지에 대한 단서를 찾고자 하였다.
이에 본 연구에서는 채색문화재에 사용된 석록안료의 수급처를 알아보기 위해 채색문화재에 사용된 구리함유 광물안료의 화학적, 광물학적 특성을 분석하고 납동위원소비 분석을 실시하였다. 이와 더불어 국내 광산 몇 곳에서 채취한 구리함유 녹색광물과 수입산 석록의 납동위원소비 특성을 함께 조사하여 채색문화재에 사용된 석록안료의 산지에 대한 단서를 찾고자 하였다.
제안 방법
수입산 공작석 덩어리를 분말화한 시료(RO-3)에서는 Cu가 주성분으로, 그리고 소량의 Pb가 검출되었다. 각기 원광을 가공한 녹색안료에서도 Cu와 Pb가 검출되어 납동위원소비 분석을 실시하였다.
납동위원소비를 분석하기 위하여, 우선 채색문화재의 석록부위에 대해 화학성분분석을 통해 Pb의 함유 유무를 확인하였다. 마찬가지로 국내 광산에서 채취한 석록원광으로 가공한 석록안료와 수입산 석록(공작석) 원광에 대해서도 화학성분을 분석하였다.
납동위원소비를 분석하기 위하여, 우선 채색문화재의 석록부위에 대해 화학성분분석을 통해 Pb의 함유 유무를 확인하였다. 마찬가지로 국내 광산에서 채취한 석록원광으로 가공한 석록안료와 수입산 석록(공작석) 원광에 대해서도 화학성분을 분석하였다. 화학성분분석은 문화재의 경우 비파괴분석이 원칙이기 때문에 p-XRF (partable XRF, Innov-X, 15 kV 30.
그러나 이 기기는 경원소 부분의 분석이 난해하여 정확한 결과를 도출하기에 어려운 점이 있다. 이에 가능한 문화재에 한해서 이탈되어 있는 부분을 소량 채취하여 전자현미경에 부착되어 있는 EDS (SEM/Supra 55vp, Karl Zeiss, EDS/XFlash Detector 5010, Bruker)로 반정량분석을 실시하였다.
1% 이내이다. 질량분별효과를 줄이기 위해 1200℃ 내에서 분석하였으며, 외부보정을 위한 NBS 981시료도 같이 분석하였다.
채색문화재 내 광물분석을 위해서는 소량으로도 분석이 가능한 micro capillary법을 이용하여 X-선회절분석(Multi Purpose XRD, Empyrean, Panalytical, Netherlands)을 실시하였으며, 원광분말에 대해서는 X-선회절분석(Rigaku사, Ultima IV, 40 kV, 30 mA, CuKα선)을 슬릿(slit) 조건 2/3°-0.3 mm-2/3°, 각도 범위 5-65° (2θ), 계수간격 0.03°, 계수시간 2초의 조건으로 실시하였다.
우리나라 채색문화재에 사용된 석록의 대부분은 분석결과, 녹염동광이며 약간의 공작석과 구리함유 황산염이 일부임이 드러났다. 한반도 이남에서 산출되는 구리함유 녹색광물에서는 녹염동광과 공작석이 거의 검출되지 않은 점을 감안하여 채색문화재에 사용된 석록의 산지를 납동위원소비법을 통해 살펴보았다. 단청과 불화에 사용된 석록의 납동위원소비에 차이가 나타나며, 단청 내 석록의 납도위원소비의 분포가 불화에 비해 넓어 석록의 산지가 더 다양하였을 것으로 보인다.
화학분석결과, 주성분인 Cu 이외에 Pb가 검출되는 시편에 대하여 납동위원소비법을 적용하여 그 기원에 관한 기초연구를 시행하였다. 채색문화재에서 입수한 석록시료 18점(단청 : 12점, 불화 : 6점)과 국내 2지역의 광산에서 채취한 원광을 가공한 녹색안료 2점과 수입산 공작석 2점(정확한 출처는 모르며, 안료상에서 화가들에게 석록의 원광으로 판매하는 것) 등에서 Cu와 Pb가 검출되어 납동위원소분석 대상으로 정하였다(Table 1).
화학성분분석은 문화재의 경우 비파괴분석이 원칙이기 때문에 p-XRF (partable XRF, Innov-X, 15 kV 30.7 µA/45 kV, 11.55 µA)로 현장에서 분석을 하였다.
대상 데이터
원천적으로 Mabuchi가 제안한 동북아시아 영역의 방연석 분포도와 한국기초과학지원연구원이 발표한 한반도 세부 영역 납광산 산출 방연석의 결과에는 차이가 있다. Mabuchi는 남한지역 20개와 북한지역 10개, 일본 72개, 그리고 중국 36개의 결과로 국가별 기원지를 추정하였다. 한국기초과학지원연구원에서 남한지역 106개를 DB화시킨 결과는 Mabuchi의 분포도와 많은 차이를 보인다.
Mabuchi의 동북아 지역별 구분 분포도에 도시하였을 때 채색문화재의 석록은 한국남부지역보 다 한국북부지역, 중국북부지역에 가깝게 도시되고있으며, 한국기초과학지원연구원의 결과와 비교시는 한반도 강원-경기 이남에서 산출하는 납광물의분포와도 어느 정도 유사한 영역에 도시되는 결과를 보였다. 채색문화재 중 주 그룹에서 약간 벗어나 위치한 경기전 정전 대량(DC-12), 창경궁 명전전 주두(DC-1) 석록은 한국북부와 중국북부지역에위치하였고, 전등사 대웅전 석록은(DC-6) 한국남부영역 또는 일본 것과 유사한 분포위치에 있다.
화학분석결과, 주성분인 Cu 이외에 Pb가 검출되는 시편에 대하여 납동위원소비법을 적용하여 그 기원에 관한 기초연구를 시행하였다. 채색문화재에서 입수한 석록시료 18점(단청 : 12점, 불화 : 6점)과 국내 2지역의 광산에서 채취한 원광을 가공한 녹색안료 2점과 수입산 공작석 2점(정확한 출처는 모르며, 안료상에서 화가들에게 석록의 원광으로 판매하는 것) 등에서 Cu와 Pb가 검출되어 납동위원소분석 대상으로 정하였다(Table 1). 한국기초과학지원연구원의 열이온화질량분석기(TIMS : Thermal Ionization Mass Spectrometer; Sector 54 and Isoprobe-T)를 이용하여 분석하였으며, 열이온화질량분석의 신뢰도 평가는 표준물질 NBS 981를 이용하였고, 시료의 분석결과에 적용하여 보정하였다.
데이터처리
채색문화재에서 입수한 석록시료 18점(단청 : 12점, 불화 : 6점)과 국내 2지역의 광산에서 채취한 원광을 가공한 녹색안료 2점과 수입산 공작석 2점(정확한 출처는 모르며, 안료상에서 화가들에게 석록의 원광으로 판매하는 것) 등에서 Cu와 Pb가 검출되어 납동위원소분석 대상으로 정하였다(Table 1). 한국기초과학지원연구원의 열이온화질량분석기(TIMS : Thermal Ionization Mass Spectrometer; Sector 54 and Isoprobe-T)를 이용하여 분석하였으며, 열이온화질량분석의 신뢰도 평가는 표준물질 NBS 981를 이용하였고, 시료의 분석결과에 적용하여 보정하였다. 일반적으로 납의 경우에는 내부보정을 할 수 없어 표준물질에서 얻어진 보정계수를 통해 보정하며, 시료의 분석오차는 2σ % SE가 최대 0.
성능/효과
채색문화재의 석록에서는 위에서 살펴본 206Pb/ 204Pb와 207Pb/204Pb 납동위원소비 결과에서와 유사하다. Mabuchi의 동북아 지역별 구분 분포도에 도시하였을 때 채색문화재의 석록은 한국남부지역보 다 한국북부지역, 중국북부지역에 가깝게 도시되고있으며, 한국기초과학지원연구원의 결과와 비교시는 한반도 강원-경기 이남에서 산출하는 납광물의분포와도 어느 정도 유사한 영역에 도시되는 결과를 보였다. 채색문화재 중 주 그룹에서 약간 벗어나 위치한 경기전 정전 대량(DC-12), 창경궁 명전전 주두(DC-1) 석록은 한국북부와 중국북부지역에위치하였고, 전등사 대웅전 석록은(DC-6) 한국남부영역 또는 일본 것과 유사한 분포위치에 있다.
앞서 발표한국내 산출 녹색-청색 안료의 특성에서 한반도 이남 광산 산출 석록안료는 주로 황산염광물(sulfates)과 층상규산염광물(phyllosilicates)이며 atacamite (또는 bolallackite)는 소량으로 산출되었다. 따라서 위의 결과로 볼 때, 우리나라 채색문화재에 주로 사용된 것으로 밝혀진 녹염동광이나 공작석은 남한지역의 자연산출 안료가 아니거나 타지역 산출물일 가능성이 높다.
분석대상 불화의 석록부위에서는 Cu와 Cl을 주성분으로 하는 atacamite 또는 botallackite가 검출되었으나, Cu와 S를 주성분으로 하는 brochantite는 검출되지 않았다.
분석대상의 모든 불화의 석록부위에서 Cu가 주화학성분으로 검출되었으며, 그외의 다른 성분도 함께 함유하는 것도 있다. Cu 이외의 주성분으로는 Cl, S, Fe 등이다.
우리나라 채색문화재에 사용된 석록의 대부분은 분석결과, 녹염동광이며 약간의 공작석과 구리함유 황산염이 일부임이 드러났다. 한반도 이남에서 산출되는 구리함유 녹색광물에서는 녹염동광과 공작석이 거의 검출되지 않은 점을 감안하여 채색문화재에 사용된 석록의 산지를 납동위원소비법을 통해 살펴보았다.
채색문화재에서 가장 빈번히 관찰되는 색상은 녹색으로, 단청에서는 가칠과 일부 채색에 그리고 벽화와 불화에서는 채색요소로 표현되었다. 녹색을 띠는 광물로는 구리함유광물, 철함유광물, 그리고 크롬함유광물 정도로 다양하지 않다.
후속연구
그러나 더 정확한 데이터를 확보하기 위해서는 납 함유량이 상대적으로 높은 시료와 TIMS 결과에서 다른 시료와 많이 벗어나는 시료에 대해서 spot size가 작은 LA-MC-ICPMS 분석을 통해 교차 검증 연구를 할 필요성은 있다.
다만, 우리나라의 채색문화재에 사용된 것으로 밝혀진 석록의 주광물인 녹염동광이 국내 남한지역 구리광산에서 거의 산출되지 않는 점은 확인되었기 때문에 현재로서는 채색문화재에 사용된 석록안료의 주 산지를 한반도 이남으로 보기는 어렵다. 또한 납동위원소비의 비교대상이 안료가 아니라 방연석 등의 납광물 임을 감안해야 할 것이며더 정확한 비교는 북한지역 뿐만 아니라 국외, 특히 중국이나 일본의 석록원광에 대한 결과를 확보한 후 가능하리라 본다.
현재 안료상에서 판매되고 있는 수입 석록은 채색문화재에 사용된 석록과는 차이가 크기 때문에 채색문화재의 수리와 복원에 적용하는 석록안료로서는 부적절하며 국내 산출 구리함유 녹색분말은 채색문화재의 결과와 비교한 후 사용이 가능할 것 으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹색을 띠는 광물에는 무엇이 있는가?
채색문화재에서 가장 빈번히 관찰되는 색상은 녹색으로, 단청에서는 가칠과 일부 채색에 그리고 벽화와 불화에서는 채색요소로 표현되었다. 녹색을 띠는 광물로는 구리함유광물, 철함유광물, 그리고 크롬함유광물 정도로 다양하지 않다. 우리나라의 채색문화재에는 구리 함유 녹색광물과 더불어 녹토를 사용함으로서 다량으로 요구되는 녹색안료를 충당하였다.
창경궁 명정전의 주두와 종다람의 석록안료가 동일한 광물상태로 구성되어 있지 않다는 근거는?
통도사 대웅전(DC-7)에서는 atacamite, brochantite와 더불어 뇌록안료성분인 celadonite가 형성되어 있음이 확인된다. 창경궁 명정전의 주두(DC-1)에서는 atacamite와 bro-chantite의 피크가 미약하게 검출되며, 창경궁 명정전종다람 석록(DC-2)에서는 atacamite와 brochantite가뚜렷하고 큰 피크로 나타난다. 이는 창경궁 명정전의 주두와 종다람의 석록안료가 동일한 광물상태로 구성되어 있지는 않다는 의미이다.
채색문화재에서 가장 빈번히 관찰되는 색상은?
채색문화재에서 가장 빈번히 관찰되는 색상은 녹색으로, 단청에서는 가칠과 일부 채색에 그리고 벽화와 불화에서는 채색요소로 표현되었다. 녹색을 띠는 광물로는 구리함유광물, 철함유광물, 그리고 크롬함유광물 정도로 다양하지 않다.
참고문헌 (14)
Ahn, B.C. (2010) Scientific analysis of Cheongryangsangeobuldo, The arthistory research institute of Korea. 46p (in Korean).
Brill, R.H, Felker-Dennis, C., Shirahata, H., Joel, E.C. (1997) Lead isotope analyses of some chinese and central asian pigments, Conservation of ancient sites on the Silk Road. The Getty Conservation Institute, 369-378.
Chung, J. and Park, H. (2006) Pb isotopic composition of the ore deposits distributed in Jeonbuk province, Jour, Petrol.Soc.Korea, 15(2), 81-89 (in Korean with English abstract).
Do, J.Y., Lee, S.J., Kim, S.J., Yun, Y.K., Ahn, B.C. (2008) Characterization of Noerog, a traditional green mineral pigment. J. Miner. Soc. Korea, 21, 271-281 (in Korean with English abstract).
Do, J.Y. and Lee, S.J. (2018) Mineral composition of green pigments in Korean painting cultural properties, Proceedings of the Annual Joint Conference, the Petrological Society of Korea and the Mineralogical Society of Korea, May 24-25, 2018, Cheongju, Korea, 97-99 (in Korean).
Fortunato, G., Ritter, A., Fabian, D. (2005) Old master's lead white pigments : Investigations of paintings from the 16th to the 17th century using high precision lead isotope abundance ratios, Analyst, 130(6), 898-906.
Gwak, D.H. (2012) A philological study on traditional pigments applied to the dancheong and bulwha. Hak-Yeon-Mun-Wha-Sa (in Korean).
Jeong, G.Y., Cho, H.G., Do, J.Y. (2018) Occurrence and mineralogical properties of green-blue inorganic pigments in Korea, J. Miner. Soc. Korea, 31(1), 33-46 (in Korean with English abstract).
Lee, J.J., Ahn, J.Y., Yoo, Y.M., Lee, K.M., Han, M.S. (2017) Diagnosis of coloration status and scientific analysis for pigments to used large buddhist painting( Gwaebultaeng) in Tongdosa temple. Journal of Conservation Science, 33, 431-442 (in Korean with English abstract).
Mabuchi, H. (1985) The lead isotope systematics in Asia and near East, Grant report to the Ministry of Education, Science, and Culture, Japan, no.58540375-59549377, 19p (in Japanese).
National Research Institute of Cultural Heritage (Korea) and Korea basic science institute (2010), Provenance study of the bronze artifacts using distribution map of lead isotope ratio in the Korean peninsula (in Korean).
Sasaki, A. (1987) Isotope systematics of ore leads from Korean peninsula and the Japan islands, Mining Geology, 37(4), 223-226 (in Japanese with English abstract).
You, K. S. (2013) A Study on paints producing centers supply and demand environment of Chosun dynasty color pigment. Journal of Korean Society of Color Studies, 27, 27-37 (in Korean with English abstract).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.