金雨鉉 목 차 Ⅰ. 머리말 Ⅱ. 청원만수리유적개관 Ⅳ. 분석결과 Ⅴ. 맺음말 Ⅲ. 분석시료및분석방법 - 요약 - 본연구는청원만수리유적에서출토된동제병 ( 銅製甁 ) 3점을대상으로금속학적연구및납 (Pb) 동위원소비를이용한산지추정을하여당시제작기술체계의한측면을알아보고자하는데목적이있다. 선정된동제병 3점은자연과학적분석방법을이용하여성분분석 (ICP) 및미세조직관찰 (Optical SEM-EDS) 을하였으며, 납동위원소비 (TIMS 선형판별분석법 ) 를이용해납의산지추정을하였다. 성분분석결과 3점모두 Cu-Sn-Pb 삼원계로밝혀졌으며, 구리 (Cu) 67.83%~74.89%, 주석 (Sn) 7.68%~10.17%, 납 (Pb) 5.21%~10.86% 의조성비를나타내고있다. 미세조직관찰결과 3점모두 α상기지에부분적으로공석상인 α+δ가관찰되며, 열처리등이물리적작업흔이없는주조품으로확인된다. 개재물로는납 (Pb), 황 (S), 철 (Fe) 이관찰되는데납 (Pb) 은주조성을높이기위한것으로생각되고황 (S) 그리고철 (Fe) 은원광석에함유되어있던것으로제련과정을거치는동안우연히포함된것으로추정된다.. 즉제련에공급된원광석의종류는황화물계로황동석 (CuFeS 2) 혹은반동석 (Cu 5FeS 4) 을원료로사용했음을알려주는것이다. 또한동제병 3점모두 α상내에 strain line이관찰되는데이는제작당시물리적인요인에의해형성된것으로추정된다. 동제병 3점각각의납 (Pb) 동위원소비를분석하고이미확보된방연광납 (Pb) 동위원소비데이터를비교하여납 (Pb) 원료의산지를추정하였다. 그결과동경 1 2는중국남부에그룹에속하였으며, 동제병 3은어느그룹에도속하지못한미지의방연광으로추정되었다. 이와같은청동기에대한과학적분석이축적되면지역에따라청동기를통해이루어졌던문화를추적하는데도움이될수있으며나아가우리나라청동기문화를체계적으로이해할수있는근거가마련될것으로생각된다. 주제어 : 만수리, 동제병, 성분분석, 미세조직, 납동위원소비 - 213 -
Ⅰ. 머리말 인류가처음으로銅을이용한것은이란에서제작된구리구슬을시작으로기원전 7,000~8,000년전자연동을불에녹이면액상의형태로되거나뭉쳐져서덩어리를이루게된다는사실을알게된다음부터이다. 초기에는이와같은천연동을사용하였는데, 천연동은자체가무르기때문에단단하지못하고경제적으로실용성도떨어졌다. 따라서이런부족한점을해결하기위해서비소또는안티몬을첨가하여단단하게만들어실용성을향상시켰다 ( 최묭룡외 1998:p.131). 이러한청동기의사용은기원전 3,700년경이집트를시작으로기원전 2,000년경부터동양에서도시작되었다고알려져있다. 이후중국에서청동기의제작기술이급속하게발전하였고상왕조말기부터주왕조시대에는청동의주조기술이고도로발달하여예술적인작품이많이제작되었다. 우리나라에서의청동기문화는기원전 1,000년이후요녕식동검문화의유입으로시작되나요녕식동검유입시기에는우리나라에서청동기의제작이이루어졌다고보기는어렵다. 그이후기원전 400년이후세형동검문화시기에이르러청동기의제작이비로소이루어졌다고보고있다 ( 이난영 2002:pp.3~32). 지금까지청동기의문화를추적하기위해서수행된연구에서는시대나지역에따른외형적변화의추세가어느정도밝혀졌을뿐제작에관련된기술의발전이나변천과정에관하여서는알려진바가많지않다. 이것은형식분류에대한의존도가높은고고학적방법과시료의수집이어려워연구의제약이따르기때문인것으로생각된다. 따라서육안관찰에의존하는종래의방법을뛰어넘어근래에자연과학분야에서개발된다양한이론과분석방법이도입되지않고서는이러한문제점을극복하기어려울것으로생각된다. 그동안우리나라에서출토된청동기를대상으로하는자연과학적연구가없었던것은아니나그대부분이특정유물제작에사용된소재와기술에관한단편적인사실확인에만주력하였고, 시대나지역에따른청동기제작기술의변천이나발전과정을밝히려는노력은미흡하였다 ( 中央文化財硏究院 2004:p.240). 그러나몇점씩이나마출토지의근거가명확한청동기의과학적분석을통하여연구해나간다면시대적, 문화적배경을근거로객관성있는특징적요소들을축적할수있을것이다 ( 최묭룡외 1998:p.133). 본연구에서는청원만수리유적에서출토된고려시대동제병 3점을대상으로과학적분석을통하여금속학적연구및납을이용한산지추정을시도하였다. 청 - 214 -
동기는기술적으로합금 주조 가공 열처리그리고합금에따른성분의종류와함량, 제작에따른형태두드림및열처리를거쳐제작이완료된다. 따라서자연과학적방법을이용하여청동기제작의기술적인내용을해석하여청동기의기술체계및청동기를통해이루어졌던당시생활상의한측면을알아보고자한다. Ⅱ. 청원만수리유적개관 청원만수리유적이위치한청원군은충청북도중서부의동쪽끝단, 즉청주시의서쪽경계에인접하고있다. 청원군은청주시를중앙에놓고감싸는형상이고, 청주시서쪽경계는북동에서남서쪽으로흘러금강으로유입되는미호천을경계로하여동쪽은청주시가되고서쪽으로는청원군이된다. 미호천수계의영향과소하천인병천천그리고조천등의소규모지류에의해형성된충적지로선사시대이래많은유적과유물이존재하고있음이확인된지역이기도하다 ( 中央文化財硏究院 2006:p.3). 조사지역은충청북도청원군강외면만수리일원에해당하는오송생명과학단지조성부지로중앙문화재연구원에의하여 2005년 5월부터 2006년 8월까지조사되었다. 발굴조사는조사편의및유적성격상청원만수리Ⅰ, 청원만수리Ⅱ, 청원만수리Ⅲ 지구로나누어조사가되었으며, 본연구대상유물은청원만수리 Ⅰ유적에서출토되었다. 청원만수리Ⅰ유적의발굴조사결과청동기시대주거지 6기, 석곽묘 7기, 또한유적에서가장중심되는조선시대에서근대까지조성된대규모분묘군으로총 393기가조사되었다. 청동기시대주거지는송국리형주거지로원형 3기, 말각방형 3기이다. 7기가확인된석곽묘에서청자병과청자접시등공반된출토유물로보아고려시대에축조된것이다. 대규모분묘군중토광묘는목관을사용하는예가많으며유물은청동숟가락을보강토내에부장하는양상이대부분을차지하며, 일부토광묘가운데벽감을시설하여청동합과청동숟가락을부장하는예가확인된다. - 215 -
Ⅲ. 분석시료및분석방법 1. 분석대상시료 병이란몸체에좁은주출구나주입구를가진형태를말하는데, 동체의형태나주입구의형태에따라몇가지로분류된다. 입이좁은형식, 입이반구형식으로벌어진형태, 표주박형의병, 그리고우리가흔히말하는정병이외에수주그리고주전자등으로나누어지며안에는액체를담게되어있다. 정병은얕은권족 ( 圈足 ) 위로중심이되는몸체가놓이고위쪽으로둥굴게뻗은목이있으며, 다시그위로끝에작은구멍이있는파이프상의주구 ( 注口 ) 가서있는데, 외면은 6면으로모깍이를하는것이상례이다. 몸체의어깨부위에서첩번이붙은뚜껑에잘록한허리를가진주출구 ( 注出口 ) 가따로나오는형식이다. 주전자 ( 酒煎子 ) 와수주 ( 水注 ) 그리고병등에대한구분은확연하지않으나대체로저경 ( 底徑 ) 보다구경 ( 口徑 ) 이넓은것과손잡이가붙으면주자 수주라부르기도하고, 바닥보다입이좁은것은병 ( 甁 ) 으로해석하였다 ( 이난영 2002:pp.288~293). 본연구에선정된대상동제병시료는 [ 표 1] 과같다. 모두고려시대로추정되며저부보다구연의외경이좁고굽이달려져있는동제병이다. 동제병 1은몸체와굽이일체형으로구연이외반되다가직립하는형태를가지고있다. 동제병 2 3 모두몸체와굽의구분이확실하나구연의형태는다르게나타난다. 동제병2는구연이외반하는형태이며, 동제병 3은동제병 1과동일하게구연이외반하다직립하는형태를가지고있다. [ 표 1] 청원만수리유적출토동제병 NO. 시료명 유물명 출토지 추정연대 1. 동제병1 동제병 청원만수리 고려 2. 동제병2 동제병 청원만수리 고려 3. 동제병3 동제병 청원만수리 고려 2. 분석방법 1) 성분분석 (ICP-AES) 유도결합프라즈마발광분석기를 (Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry : ICP-AES OPTIMA 4300DV, Perkin-elmer USA) 1) 를사용하여 10개 - 216 -
(Cu, Sn, Pb, Zn, Ag, Ni, Co, As, Sb, Fe) 의성분원소를분석하였다. 시료는전처리후수시간내에분석하였으며, 각시료를 5회분석하여최대, 최소값을제외한 3개값을평균하여정량하였다. 2) 미세조직관찰에폭시수지로마운팅한후사포의입도조밀순서에따라 #200, 400, 500, 100, 1200, 2400, 4000의순서대로연마한후물로세척하였다. 그리고끝마무리는연마포 (MD-MOL, MD-NAP) 에연마제 (DP-suspension 3μm, 1μm ) 를뿌리면서스크레치가없을때까지연마하였다. 연마가끝난시편은에칭액 (FeCl3+HCl+Ethanol) 을이용하여수초간에칭시켰으며, 연마와에칭이끝난시료는금속현미경 (High Resolution Microscope, LEICA DM2500M, GERMANY) 을이용하여조직을관찰하였다. 금속현미경하에미세조직관찰후주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, Jeol, JMS-6335F, JAPAN) 하에서다시미세조직을관찰하였으며, 주사전자현미경에부착된에너지분산형분광계 (Energy Dispersive Spectrometer, KEVEX) 를사용하여성분과조직내부의개재물입자에대한정량 정성분석을하였다. 3) 납동위원소비 (1) 열이온화질량분석법 (TIMS) 분석을위해확보된시료에서일부를채취하여표면의흙과녹을제거하고전처리과정을거처분석하였다. 선정된모든시료는왕수와함께 Teflronvial 에넣고밀봉하여가열기위에서 120 로가열하였다. 분해된시료는음이온컬럼과 HBr Media 사용하여납을분리하였다. 분리된납은실리카겔그리고 H3PO4 와함께 Re filament 에올려열이온질량분석기 (Thermal ionization mass spectrometer:tims, Isopobe; GVinstruments) 를사용하여동위원소비를측정하였다. 분석결과는표준물질 (NBS981) 의측정치를사용하여보정한것이다. 분석과정의총바닥값은 3ng 내외였다. (2) 다변수분석법 (Multivariate analysis) 청동기에서얻은납동위원소비데이터를사용하여시료의분포형태를한눈에 1) -Source : Argon plasma(600k) -Spectral range : 167-782nm -Resolution : Better than 0.006nm at 200nm -Detection : 수십 ppd - 수백 ppm - 217 -
볼수있도록 2차원공간에나타내는통계적인방법을다변수분석법 (Multivariate analysis) 이라한다. 이다변수분석법을사용하면시료간의유사성및상호관계로부터시료가몇개의그룹으로분류되는지를알아낼수있으며또시료의근원이동일한지여부를판단할수있다. 또미지의시료가어느군에소속되는지를판별할수있다 ( 강형태외 2003:pp.22~23). 다변수분석법중선형판별식은기확보된군들에대한한세트의규칙, 즉판별함수를구하는것이다 (Comans, D. and Massart,D.L.:p.97). 이를위해군내부분산에대한군간분산의비가최대일때최적벡터를계산하는것이중요하다. 최적계수벡터와데이터를선형결합하는판별함수를구할수있으며이로부터각군에포함된시료의분포도를평면상에나타낼수있다. 다음에미지시료에서분석된데이터를판별함수에대입하여얻은판별점수를분포도상에나타내면미지시료가어느군에속하게되는지를알수있다. 최근까지납동위원소비데이터를주로 2 07 Pb/ 206 Pb과 208 Pb/ 206 Pb을두축으로한방연광분포도에시료를표시하여그산지를추정하고있다. 이경우 206 Pb/ 204 Pb, 207 Pb/ 204 Pb, 208 Pb/ 204 Pb의데이터는무시되고있다는점과시료를판별할수없는단점이있다. 이러한단점을보완하는방법으로서모든데이터를동시에사용하여선형판별식분석으로방연광의분포도를나타낸다. 선형판별분석으로구한판별함수는아래와같으며여기에미지시료의납동위원소데이터를넣어판별함수를계산한다. 이때의위치가미지시료의납의산지인데이위치는판별함수에서얻은 X축의판별점수 (DS1) 와 Y축의판별점수 (DS2) 로정해진다 ( 馬淵久夫 平尾良光 1987:pp.200~205). DS1j = -0.571XAj + 1.916XBj - 0.091XCj + 8.292XDj + 14.24XEj - 53.13 DS2j = 1.025XAj + 3.231XBj - 0.487XCj + 7.280XDj + 3.140XEj - 63.33 (XAj = 206 Pb/ 204 Pb, XBj = 207 Pb/ 204 Pb, XCj = 208 Pb/ 204 Pb, XDj = 207 Pb/ 206 Pb XEj = 208 Pb/ 206 Pb) Ⅳ. 분석결과 1. 성분분석 동제병의성분분석결과주성분 Cu-Sn-Pb 삼원계합금으로확인되었다. 동제병 3점모두비교적동일한조성을나타내고있는데, 구리 (Cu) 67.83%~74.89%, - 218 -
주석 (Sn) 7.68% ~10.17%, 납 (Pb) 5.21%~10.86% 로조성비가확인되었다. 청동기는제품의용도에따라제작시배합비를결정하는것으로추정하고있는데, 동제병역시제품용도에따라배합비를조절하였을것으로추정된다. 동제병의선행성분분석결과를살펴보면, 청주사뇌사지에서출토된동제주자를비교할수있는데조성비율이구리 (Cu) 71.2%, 주석 (Sn) 8.14%, 납 (Pb) 18.5% 로 7:1:2의조성비를보여주고있다 ( 강형태등 2000). 구리 (Cu) 와주석 (Sn) 의비율은비교적유사한조성비를보이고있으나, 납 (Pb) 의함유량은상당히높은것으로확인되었다. 납의첨가는주조시유동성이좋아지고값비싼주석대신구하기쉬워값싼납을의도적으로첨가한것이라고밝히고있다 ( 강형태외 2000:p.61). [ 표 2] 는동제병의성분조성을보여주고있다. [ 표 2] 동제병의성분조성 NO. 시료명출토지 Cu Sn Pb Zn Ag Ni Co Sb Fe As 비고 1. 동제병1 청원만수리 67.83 7.68 6.60 0.02 0.03 0.24 2. 동제병2 청원만수리 71.90 10.17 10.86 0.01 0.05 0.05 0.01 0.08 0.34 3. 동제병3 청원만수리 71.38 9.23 8.48 0.04 0.03 0.04 0.01 0.06 0.28 2. 미세조직관찰 1) 동제병 1. 미세조직관찰결과구리빛의 α상기지에공석상인 α+δ와회색및검정색의개재물이부분적으로확인된다. 조직관찰결과열처리의흔적이없는주조품으로확인된다. 그러나인위적가공의흔적인 strain line(david A Scott 1991: pp.21~22.) 들이관찰되는것으로보아주조후어떠한물리적인가공과정에의하여생성된것으로추정된다. [ 사진 3] 은주사전자현미경 (SEM) 사진으로각기다른상에대해 SEM에부착된에너지분산형분광계 (EDS) 로성분분석을하였다. Spectrum 은회색의개재물로황 (S) 27.87%, 그리고철 (Fe) 3.57% 인것으로보아황화물계원광석을사용했음을추정하게한다. 보통동광은황화물 산화물또는탄산염으로산출되며, 이것을제련하여구리를얻는다. 구리광물은현재 160종이상알려져있는데, 그중에서도황동석 (CuFeS2), 반동석 (Cu5FeS4), 휘동석 (Cu2S), 적동석 (Cu2O), 공작석 (CuCO3 Cu(OH)2), 남동석 (2CuCO3 Cu(OH)2) 등 - 219 -
이중요한광물이며, 일반적으로황화물이많고아연, 카드뮴, 몰디브덴, 비소, 납, 안티몬, 금, 은등의불순물을포함하고있다. 한국에서는황동석이주요광물로산출된다고알려져있다 ( 황진주 한민수 2005:p.34). 이외에성분들은부 식으로생성된것으로추정된다. Spectrum 는 [ 사진 3] 에서검정색부분으로 분석결과납 (Pb) 이주성분인것으로나타났으며납이편석되어존재하는것으로 확인된다. Spectrum 은구리에고용되지못한주석이석출된공석상 (α+δ)( 정 영동 박장식 2005:p.82) 확인되며주석의함유량은 18.84% 이다. [ 표 3] 동제병 1의미세조직 EDS 분석결과 (%) Spectrum C O S Cl Fe Cu Sn Pb Total Spectrum 5.90 1.76 27.87 3.57 60.88 100.00 Spectrum 51.08 6.50 42.42 100.00 Spectrum 6.33 75.03 18.84 100.00 [ 사진 1] 동제병 1 의외형 [ 사진 2] 동제병 1 의미세조직 (optical) [ 사진 3] 동제병 1 의 SEM image - 220 -
(1) spectrum (2) spectrum (3) spectrum [ 그림 1] 동제병 1 의 EDS spectrum 2) 동제병 2. 미세조직관찰결과균질한 α상이대부분의영역을차지하고있으며공성상인 α+δ가부분적으로확인되며, 검정색및회색개재물이분포하고있다. [ 사진 6] 은주사전자현미경 (SEM) 으로미세조직을확대하여관찰하였으며각기다른상 4곳에대하여에너지분산형분광계 (EDS) 를이용하여조사하였다. Spectrum 은검정색부위로납이다량검출되는것으로보아납편석물로추정되며, Spectrum 는구리 (Cu) 황 (S) 으로황화물계원석을사용했다는것을알수있다. Spectrum 은역시납이다량검출되는것으로보아납편석물 ( 박장식 2004: p.327) 로보인다. 동제병 2는 α상그리고납등의입자크기가비교적조대함을알수있다. 이는냉각이천천히진행되어확산시간이충분하였을것을짐작하게하며, 주조후열처리를수행하지않았음을알수있다. 그러나동제병 2에서도 strain line이관찰되는것으로보아주조후표면가공과같은물리적인영향을받은것으로추정된다. Spectrum 는주석 (Sn) 이 5.15% 인 α상임을알수있다. [ 표 4] 동제병 2의미세조직 EDS 분석결과 (%) Spectrum C O S Cl Cu Sn Pb Total Spectrum 1 37.99 2.82 59.18 100.00 Spectrum 2 5.74 29.43 64.83 100.00 Spectrum 3 53.61 46.39 100.00 Spectrum 4 8.53 4.63 81.69 5.15 100.00-221 -
[ 사진 4] 동제병 2 의외형 [ 사진 5] 동제병 2 의미세조직 (optical) [ 사진 6] 동제병 2 의 SEM image (1) spectrum (2) spectrum - 222 -
(3) spectrum (4) spectrum [ 그림 2] 동제병 2 의 EDS spectrum 3) 동제병 3. [ 사진 7] 은동제병 3의외형이며 [ 사진 8] 은광학현미경으로관찰한미세조직사진이다. 동제병 3의미세조직관찰결과구리빛의균일한 α상이대부분을차지하고있으며, 부분적으로공석상인 α+δ가확인된다. [ 사진 9] 는미세조직을전자주사현미경 (SEM) 으로확대한사진이며, 개재물에대한성분분석을에너지분산형분광계 (EDS) 로조사하였다. Spectrum 은회색의개재물로구리 (Cu) 와황 (S) 이다량검출되는것으로보아황화물계원석을사용한것으로추정되며, Spectrum 는납 (Pb) 이주성분인것으로납편석물로보인다. 동제병 3 역시열처리작업이수행되지않았으나, strain line은관찰된다. [ 사진 7] 동제병 3 의외형 - 223 -
[ 사진 8] 동제병 3 의미세조직 (optical) [ 사진 9] 동제병 3 의 SEM image (1) spectrum (2) spectrum [ 그림 3] 동제병 3 의 EDS spectrum [ 표 5]. 동제병 3의미세조직 EDS 분석결과 (%) Spectrum C O S Fe Cu Sn Pb Total Spectrum 1 6.40 2.95 32.18 54.48 100.00 Spectrum 2 37.53 62.47 100.00 3. 납 (Pb) 동위원소비 선정된동제병 3점모두납 (Pb) 의함량이적게는 5% 에서 10% 까지함유된것으로인위적으로첨가했다는것을알수있다. 따라서동제병 3점모두납동위원소비를측정하였으며산지를추정하였다. [ 표 6] 은동경의납동위원소비를정리한것이다. 납의산지추정을위해 [ 그림 4] 는 207/206 vs 208/206을그리고 - 224 -
[ 그림 5] 는 206/204 vs 207/204를축으로하여나타낸것이다. [ 그림 4] 분포도에대입한결과동제병1은중국남부방연광과, 동제병2는일본방연광과관계가있는것으로나타났고, 동제병3은한국남부방연광과관계가있는것으로보여주고있다. [ 그림 5] 의분포도에대입한결과는동제병1과 2는중국남부방연광과관계가있는것으로추정되며, 동제병3은어느그룹에도속하지못하였다. [ 그림 6] 은선형판별분석법으로선정된동제병의납동위원소비데이터를대입하여방연석그룹들가운데어느군에속하는지알아본결과이다. 동제병 1 2 는 [ 그림 5] 와일치한중국남부방연광에속하였고동제병 3은미지의방연광에속하는것으로추정된다. 납동위원소비를통한산지추정결를종합하면, 동제병 1 과 2는중국남부방연광과관계가있는것으로확인되었고, 동제병 3은어느그룹에도속하지못한미지의방연광으로추정된다. 이는앞으로납산지추정연구의배경으로활용될수있을것이다. [ 표 6] 동제병의납동위원소비 시료명 납동위원소비판별점수 206/204 207/204 208/204 207/206 208/206 DS1 DS2 동제병 1 18.295 15.642 38.7 0.855 2.1152 0.082-0.019 동제병 2 18.739 15.831 39.422 0.8454 2.105-0.100 0.593 동제병 3 18.623 15.964 39.757 0.8573 2.1349 0.715 0.921 [ 그림 4] 동제병의납동위원소비분포도 (207/206vs208/206) - 225 -
[ 그림 5] 동제병의납동위원소비분포도 (206/204vs207/204) [ 그림 6] 선형판별식분석에의한동제병의납동위원소비분포도 - 226 -
Ⅴ. 맺음말 청원만수리유적출토동제병 3점을대상으로성분분석및금속학적연구및납동위원소비를측정하여납의산지를추정하였다. 이같은연구를통해동제병에대한아래와같은결론을얻을수있었다. 1) 동제병의성분분석결과주성분 Cu-Sn-Pb 계합금으로확인되었다. 동제병 3점모두비교적동일한조성을나타내고있는데, 구리 (Cu) 67.83%~74.89%, 주석 (Sn) 7.68% ~10.17%, 납 (Pb) 5.21%~10.86% 로조성비가나타났다. 청동기는제작방법에따라크게두종류로구분된다. 주조공정후두드림과열처리등을진행한것과단지주조공정에의해서제작된것으로분류된다. 청동기를제작함에있어서위두제작기법중어떠한공정을거쳐제작하느냐에따라제작전성분원소의배합비를결정하게되기도한다. 청동기는기본적으로구리와주석그리고제품의용도에따라납을첨가하거나, 그렇지않은합금속이라알려져있는데, 납 (Pb) 을첨가하는것은대체적으로청동기를제작할때주조성을좋게하기위한것으로대부분주조유물에서관찰되어진다. 본분석에선정된동제병 3점모두에서납이첨가된것으로확인되었으며, 이는주조후두드림이나열처리등의인위적인작업수행수행없이주조공정만을진행하려했을가능성을추정할수있는것이다. 2) 미세조직관찰결과동제병 3점모두 α상의기지에공석상인 α+δ가관찰되고, 개재물로납 (Pb) 그리고황 (S), 철 (Fe) 이관찰된다. 납 (Pb) 은주물의유동성을좋게하기위해서첨가한것으로, 황 (S) 과철 (Fe) 은황화물계원광석의사용으로추정되는데즉제련에공급된원광석의종류는철과황을함유하고있는황동석 (CuFeS 2 ) 혹은반동석 (Cu 5 FeS 4 ) 을원료로사용했음을알려주는것이다. 주조공정외열처리는수행되지않았으나, α상내에존재하는 strain line으로보아주조후표면처리와같은물리적인요인으로인해나타난것으로추정된다. 3) 납동위원소비를분석하고이미확보된방연광납동위원소비데이터를비교하여납원료의산지를추정하였다. 그결과동제병 1 2는중국남부에그룹에속하였으며, 동제병 3은어느그룹에도속하지못한미지의방연광으로추정되었다. 이는동일한유적에서출토된유물이라도제작에사용된원료는서로다를수있다는것을보여주는것이며, 또한앞으로납산지추정연구의배경으로활용될수있을것이다. 투고일 2008.08.07. / 심사완료일 2008.09.08. - 227 -
참고문헌 강형태 유혜선 문선영 권혁남, 2000, 청주사뇌사지청동기의과학분석 (Ⅰ), 박물관보존과학, 제2집. 강형태 정광용 이문형 조상기, 2003, 논산시원북리토광묘유적출토청동기의과학분석, 韓國上古史學報, 第 39 號. 박장식, 2004, 이천설봉산성출토청동유물에나타난청동기제작기술체계, 문화사학, 21. 이난영, 2002, 한국고대의금속공예, 서울대학교출판부. 정영동 박장식, 2005, 경주분황사지출토청동기에나타난기술변천연구, 대한금속 재료학회지, Vol 43. 中央文化財硏究院, 2004, 報恩富壽里古墳群出土靑銅遺物의製作技術分析, 報恩富壽里古墳群, 中央文化財硏究院發掘調査報告書第 47 冊., 2006, 五松生命科學團地造成事業敷地內淸原雙淸里靑銅器時代遺蹟, 發掘調査報告書第 89 冊. 최몽룡 최성락 신숙정, 1998, 고고학연구방법론-자연과학의응용, 서울대학교출판부. 황진주 한민수, 2005, 낙산사동종의성분분석및금속학적고찰, 보존과학연구, 26. 馬淵久夫, 平尾良光, 1987, 東アジア鉛鑛石의鉛同位體比, 考古學雜誌, 73. Comans, D. and Massart,D.L., Anal. Chi. Am. Acta, 112. David A Scott, 1991, Metallograhy and Microstructure of Ancient and History Metals, The Getty Conservation Institute, The J. Paul Getty Museum. - 228 -
Metallographic Investigation and Provenance Study of Copper Bottles from Mansu-ri Site, Cheongwon Kim, Woo-hyun In this paper, the results of the metallographic investigation and provenance study from three copper bottles excavated at Mansu-ri site in Cheongwon are presented. ICPS, metallography and SEM-EDS were used in order to assessthe production technology, and lead isotope analysis was used to infer the possible provenance of the copper bottles. The compositional analysis of the samples shows three main elements: Cu (67.83-74.89%), Sn (7.68-10.17%) and Pb (5.21-10.86%). In addition, optical examinations revealed two main phases: an -phase and a partial +β phase. The metallic phase is clearly indicative of a casting process without any heat treatment or cold working. Various non-metallic inclusions are observed, including Pb, S (Sulfur) and Fe. It appears that Pb was intentionally added to facilitate the casting process. On the other hand, S and Fe were included by accident in the melting process of copper ore. It appears that chalcopyrite or bornite was used as ore. The lead isotope ratios of the samples were compared with the existing data, and the results suggest that copper bottle no. 1 and no. 2 may have come from the southern part of Mainland China. Copper bottle no. 3, on the other hand, did not fall into any discrete field. It may be suggested that the accumulation of such results from the scientific analysis of copper artifacts will provide a basis for the systematic understanding of the Bronze Culture of the Korean peninsula. keyword:mansu-ri, copper bottle, composition analysis, metallic phase, lead isotope ratio - 229 -