Archaeological Scientific Characteristics of Patternless Pottery with Talc Temper: Baekseokdong Gojaemigol Site in Cheonan, Korea

접수 15. 05. 29 / 심사종료 15. 06. 08 / 게재승인 15. 06. 11

Vol.31, No.2, pp159-173(2015)

DOI http://dx.doi.org/10.12654/JCS.2015.31.2.08 Printed in the Republic of Korea

pISSN: 1225-5459 eISSN: 2287-9781

활석비짐 무문토기의 고고과학적 특성:

천안 백석동 고재미골 유적

김수경 | 이찬희*^,1

국립문화재연구소 보존과학연구실, *공주대학교 문화재보존과학과

Archaeological  Scientific  Characteristics  of  Patternless  Pottery  with  Talc  Temper:  Baekseokdong  Gojaemigol  Site  in  Cheonan,  Korea

Su Kyoung Kim | Chan Hee Lee*^,1

Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage, Daejeon, 305-380, Korea Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University, Gongju, 314-701, Korea

1Corresponding Author: [email protected], +82-41-850-8543

초 록 천안 백석동 고재미골 무문토기는 활석계와 비활석계로 나눌 수 있으며 비활석계는 각섬석계를 포함한다. 이들은 태토와 비짐의 산출상태 및 내부조직에서 뚜렷한 차이점은 관찰되지 않으며 색상에 따라 흑색과 적갈색 및 황갈색으로 나타난다. 또한 공통적으로 비짐의 양은 많으며 분급은 불량하고 원마도도 낮다. 유적지 토양에서는 녹니석과 석영, 사장석, 고령석, 운모류가 동정되었고 원마도와 분급은 불량하다. 활석 및 비활석 토기 간의 대자율과 흡수율 및 가비중은 큰 차이 없이 넓고 고른 영역에 분포한다. 활석 토기의 주성분원소 거동특성은 비활석 및 각섬석 토기와 유사하며 원소의 부화와 결핍 양상도 일치한다. 다만 MgO는 활석 및 각섬석 토기에서 크게 부화되는 경향을 보인다. 희토류, 호정 및 불호정 원소의 거동특성 또한 모든 종류의 토기가 유사하였으며 토양에서도 큰 차이는 발견되지 않는다. 고재미골 유적 지 토양에서는 활석과 각섬석이 검출되지 않는 것으로 보아, 토기제작에는 인위적으로 첨가했을 가능성이 매우 높은 것으로 판단되며, 백석동 일대의 편마암복합체에는 활석층이 협재되어 있어 이를 사용했을 개연성이 충분하다. 그러나 태토의 상전이와 열분석 결과로 볼 때, 토기의 소성온도는 서로 달라 활석혼입 토기는 800∼870℃의 범위를 보이며, 비활석 및 각섬석 토기의 소성온도는 900∼950℃의 범위로 추정된다.

중심어: 백석동, 고재미골 유적, 토기, 활석계, 비활석계, 소성온도, 태토

ABSTRACT The patternless potteries excavated from the Baekseokdong Gojaemigol site in Cheonan, was subdivided into talc and non-talc (including amphibole) type pottery. The potteries showed black, reddish brown and yellowish brown colors, but represent to difference with occurrences and internal texture of raw materials and temper minerals.

The all potteries and paleosoils are commonly high content of temper minerals with poorly sorting and roundness of particles, and the paleosoils composed mainly of quartz, plagioclase, mica, chlorite and kaolinite. Between the talc and non-talc type potteries are very similar with magnetic susceptibility, absorption ratio and specific gravity. Geochemical behaviors of major, minor, compatible and incompatible elements in talc pottery are very similar with amphibole, non-talc pottery and paleosoils, and well correspondence with enrichment and deficiency patterns of each element, and the talc and amphibole potteries are highly enriched patterns of MgO concentration. In paleosoils of Gojaemigol site, talc and amphibole are not detected, therefore, making the pottery of the site estimate the possible to artificial additions of the

temper minerals of talc and amphibole used interbedded talc layer within gneiss complex near the Baekseokdong area.

Based on the phase relations, differential thermal and thermal gravimetric analyses, the potteries could be classified into two groups by firing temperature. The one group of talc temper pottery fired from 800 to 870℃ and the other group of amphibole and non-talc temper pottery revealed of 900 to 950℃.

Key Words: Baekseokdong, Gojaemigol site, Pottery, Talc type, Non-talc type, Firing temperature, Raw materials

1. 서 론

활석(talc)은 보통 경도가 아주 낮은 Mg-규산염광물 (Mg3Si4O10(OH)2)의 일종으로 광택을 띠고 부드럽고 매끄 러운 지방감이 있으며 보통 백색 또는 녹회색을 보인다. 활 석은 백운암과 마그네사이트(magnesite) 또는 초염기성 사 문암이 이차적으로 변질되어 생성되는 것으로 알려져 있 다. 상업적으로는 ‘곱돌’이라고도 불리며 선사시대부터 아 주 다양하게 사용되어왔다. 특히 700∼900℃에서는 각섬 석 구조로 1,000∼1,200℃에서는 휘석으로 상전이하며 1,250∼1,350℃에서는 단사휘석과 고온석영(cristobalite) 으로 분해되는 성질을 가지고 있다.

천안-아산 일대에서는 활석을 쉽게 구할 수 있는 지질학 적 조건을 갖추고 있으며, 일부 유적에서는 활석을 첨가한 토기들이 보고된 바 있다(Lee et al., 2015). 고재미골 유적 에서는 다양한 석기(석검, 석부, 석도, 석촉, 석창, 석착, 방 추차, 지석)와 토기(대호, 호, 심발형, 발형, 완, 소호, 배부 발) 등이 함께 출토되었으며, 특히 청동기시대 전기의 표지 유물이라 할 수 있는 무문토기를 비롯해 이중구연단사선문 토기 등이 확인되었다(Chungcheong Institute of Cultural Heritage, 2008).

활석 토기는 신석기시대부터 보고된 바 있어 일찍부터 주목받았으나(Choi and Shin, 1998), 이들의 재료학적 연 구는 미진한 상태였다. 그러나 최근 청동기시대 유적지인 아산 용두리 및 용화동 유적에서는 인위적으로 첨가한 활 석 토기에 대한 고고과학적 특성을 제시한 사례가 있다 (Lee et al., 2015). 한편 토기와 원료물질로 추정되는 토양 을 동일한 방법으로 분석하여 제작기법을 해석하고 재료 학적 연관성을 검토하는 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다(Jang et al., 2008; Han and Lee, 2013; Kim and Lee, 2012; Kim et al., 2013). 이는 선사시대 생활의 기본활동 범위를 고려할 때 토기의 원료물질을 유적지 내에서 공급 하였을 가능성이 높기 때문이다(Arnold, 1985).

이 연구에서는 전기 청동기시대 활석계 토기와 비활석

계 토기의 자연과학적 차이점과 공통점을 해석하기 위해 천안 백석동 고재미골 유적의 토기를 대상으로 재질분석 과 함께 제작기법을 검토하였다. 연구대상 시료는 이중구 연단사선문 토기와 마연토기를 비롯한 무문토기 25점이 다. 이를 활석비짐 토기 6점, 각섬석비짐 토기 3점, 비활석 토기 16여점으로 첨가물질에 따라 분류하여 활석의 유무 에 따라 특징을 비교하였다. 또한 유적지 주변에서 토기의 원료물질로 추정되는 토양을 색도별로 4점을 수습하여 토 양과 토기의 재료학적 동질성도 고찰하였다.

2. 현황 및 연구방법

2.1. 현 황

연구지역 일대의 현황과 지형 및 지질에 대하여는 Lee et al.(2015)에 의해 보고된 바 있어, 여기에서는 고재미골 유적을 중심으로 간략히 기술하고자 한다. 고재미골 유적 이 있는 차령산맥 이북의 곡교천 주변에는 ‘역삼동 또는 흔 암리’ 유형과 같은 전기 청동기시대 유적이 집중적으로 분 포하고 있다. 여기에 속하는 유적으로 청당동, 백석동, 쌍용 동, 용원리, 두정동, 운전리, 불당동, 신방동, 용곡동, 두터골 유적 등이 조사되었다(Chungcheong Institute of Cultural Heritage, 2008).

고재미골 유적 중앙의 2지역은 해발 100m 내외의 높은 구릉지이며, 정상부는 넓은 평탄면을 형성하고 경사가 심 하다. 2지역을 중심으로 동편의 남북 방향으로 형성된 구 릉 중 동북쪽이 1지역(해발 80m 내외)이고, 남쪽으로 길게 뻗은 구릉이 3지역(해발 70m 내외)이다. 1지역의 구릉 정상 부는 폭이 좁고 경사가 급한 편이며, 3지역은 1지역과 비교 할 때 평탄하고 넓은 정상부와 완만한 경사면을 형성하고 있다. 4지역은(해발 65m 내외) 2지역의 서쪽에 자리한 구 릉으로 3지역과 유사한 지형조건을 보인다(Chungcheong Institute of Cultural Heritage, 2008).

고재미골 유적의 지질은 주로 흑운모화강암과 각섬석

편마상화강암으로 구성되어 있다. 대표적인 암석은 호상 흑운모편마암과 화강암질편마암 및 각섬석편마상화강암 등의 변성암류와 흑운모화강암, 산성암맥과 염기성암맥류 가 분포한다. 하천변과 농경지 주변의 저지대에는 제4기의 충적층이 발달하여 소위 탕정평야를 이루고 있으며, 곡교 천 및 그 지류의 연안에는 수지상으로 분포하는 충적층들 이 상기한 암류들을 덮고 있다.

2.2. 연구방법

이 연구를 위해 백석동 고재미골 유적에 분포하는 유구 에서 분석용 토기를 수습하였다. 1지역 청동기시대 주거지 에서 2점, 2지역 청동기시대 주거지에서 4점, 청동기시대 수혈유구에서 1점을 선택하였다. 또한 3지역 청동기시대 주거지에서 9점, 4지역 청동기시대 주거지에서 9점이다.

또한 태토의 추정토양으로서 2지역에서 1점, 3지역에서 1 점, 4지역에서 2점을 채취하였다(Table 1). 시료선택은 제 작기법과 소성환경을 대표할 수 있는 것으로, 토양은 색도 와 점성도를 달리하는 것으로 지역으로 나누어 선별하였다.

일부 시료(BSP-1, 5, 19, 20, 26 및 BSS-4) 자료는 직접적 인 비교를 위해 Lee et al. (2015)에서 부분적으로 인용하 여 표기하였다.

토기 및 토양의 색도는 먼셀토색첩을 이용하여 분류하 였으며, Minolta Chroma Meter CR-300으로 색도측정을 수행하였다. 가비중과 흡수율은 한국산업규격 KS L 4201 의 표준실험법에 의하여 비중 측정 장치가 장착된 저울 (AND GX-400)을 사용하였다. 토기의 태토와 토양의 자 화강도를 구하기 위해 전암대자율을 측정하였으며, 분석 은 ZH Instruments사의 SM30 모델을 사용하였고, 대자율 의 세기는 10^-3 SI 단위로 표시하였다. 토기 태토의 광물조 직 및 풍화상태를 관찰하기 위해 Nikon사의 C-PS 실체현 미경을 사용하였다. 이외에 자동계수기가 장착된 Nikon Eclipse E 600W 편광/반사 겸용 현미경을 이용하여 구성 광물 및 미세조직과 기질의 상태를 정밀 관찰하였다.

태토 및 토양을 구성하고 있는 광물의 조성을 밝히기 위 해 일부 시료를 대상으로 분말화하여 X-선 회절분석을 실 시하였다. 분석기기는 Bruker제 모델 D8 Advance이고, X-선은 CuKα에 조건은 40kV와 40㎃였으며, 2θ를 3°～

60°까지 1°/min으로 회절시켰다. 또한 태토의 광물조성과 소성과정에서의 상전이를 규명하기 위해 시차열분석 (DTA)과 열중량분석(TG)을 수행하였으며, 분석기기는

DAT-50H를 사용하였다. 승온속도는 10℃/min로 1,000℃

까지 공기 중에서 가열하였다.

태토와 토양의 상관관계를 분석하고, 토기 태토의 화학 조성과 산지를 해석하기 위해 정량 화학분석을 수행하였 다. 주성분 원소의 함량을 분석하기 위해 X-선 형광분석기 (XRF)를 이용하였으며, 분석기기로는 RIX 2100 모델을 사용하였다. 미량 및 희토류 원소분석에는 유도결합 플라 즈마 질량분석기(ICP-MS)와 중성자방사화분석기(INNA) 를 이용하였다.

3. 결과 및 해석

3.1. 전암대자율

고재미골 토기는 전체적으로 평균 0.85(×10^-3 SI unit)의 대자율 값을 보이며 0.08∼2.16(×10^-3 SI unit)의 범위를 보 인다. 활석계 토기의 대자율은 0.55∼2.16(평균 1.03×10^-3 SI unit)의 분포범위를 갖는다. 반면 각섬석혼입 토기의 대 자율은 0.45∼0.68(평균 0.53×10^-3 SI unit)의 분포범위를 보여 활석혼입 토기보다 낮다. 비활석계 토기는 0.08∼

2.10의 분포범위에 평균 0.87(×10^-3 SI unit)로 역시 활석혼 입 토기보다 낮았다(Table 1).

이와 같이 활석혼입 토기의 평균 대자율 값이 높은 이유 는 활석의 지질학적 성인과 관계있는 것으로서 활석화 작 용에서 있었던 열수변질의 영향으로 해석된다. 이들의 대 자율 분포를 살펴보면 비활석 토기는 1.00을 기준으로 높 은 대자율 값을 갖는 토기와 낮은 대자율 값을 갖는 토기로 극명하게 다른 분포를 갖는다. 따라서 유적지 내에서 채취 한 토양시료의 전암대자율 값과 비교하여 성인적 동질성 유무를 검토하였다.

이 결과, 토양은 0.17∼0.43(평균 0.29×10^-3 SI unit)의 대자율 값을 가지며, 모두 토기의 대자율 분포영역에 있다 (Table 1). 그러나 토기는 소성동안 광물상 변화가 발생 할 수 있다. 또한 철을 함유한 광물은 고온과 냉각을 거치면서 대자율이 미세하게 증가한다고 알려져 있다. 이는 근본적 으로 태토 자체가 함유하고 있는 철의 함량과 소성온도에 따라 달라진다(Jordanova, 2001). 따라서 태토의 토양이 어떤 기원의 암석이냐에 따라 대자율이 달라질 수 있다. 그 러나 소성과정에서 변화가 있을 수 있으므로 재료학적 동 질성을 언급하기 위해서는 지구화학적 특성이 함께 검토 되어야 한다.

Area Excavation Site No. Descriptions ^*T(cm) ^**MS Type/Texture 1 No.3 dwelling site BSP-2 Body part of patternless pottery 1.07 0.46 non-talc type

BSP-3 Body part of patternless pottery 1.09 2.16 talc type

2

No.2 dwelling site BSP-4 Body part of patternless pottery 0.91 0.82 talc type No.12 dwelling site BSP-6 Body part of patternless pottery 1.27 2.10 non-talc type No.19 dwelling site BSP-7 Body part of patternless pottery 0.94 1.06 non-talc type No.30 dwelling site BSP-8 Body part of patternless pottery 0.93 0.45 amphibole type

No.3 digging site BSP-10 Body part of patternless pottery 0.80 1.09 non-talc type

3

No.11 dwelling site

BSP-11 Body part of patternless pottery 0.51 0.52 non-talc type BSP-12 Body part of patternless pottery 0.93 1.45 non-talc type BSP-13 Body part of patternless pottery 0.57 0.99 talc type BSP-14 Body part of patternless pottery 0.75 0.58 non-talc type No.12 dwelling site BSP-15 Body part of patternless pottery 0.69 0.61 non-talc type BSP-16 Body part of patternless pottery 0.81 0.55 talc type No.32 dwelling site BSP-17 Body part of patternless pottery 0.84 0.49 amphibole type

BSP-18 Body part of polished pottery 0.23 0.10 non-talc type No.33 dwelling site BSP-19 Body part of patternless pottery 0.71 0.63 talc type

4

No.4 dwelling site

BSP-21 Body part of patternless pottery 1.11 0.13 non-talc type BSP-22 Body part of patternless pottery 1.00 0.26 non-talc type BSP-23 Mouth part of line pattern pottery 0.95 1.35 non-talc type BSP-24 Body part of patternless pottery 0.57 0.08 non-talc type BSP-25 Body part of patternless pottery 0.89 0.68 amphibole type

No.17 dwelling site

BSP-27 Bottom part of patternless pottery 2.50 1.01 talc type BSP-28 Bottom part of patternless pottery 1.78 0.43 non-talc type BSP-29 Bottom part of patternless pottery 2.14 0.57 non-talc type BSP-30 Body part of patternless pottery 0.63 0.23 non-talc type 2

Paleosoils

BSS-1 Paleosoil of 2 area dwelling site - 0.30 Sandy clay 3 BSS-6 Paleosoil of 3 area dwelling site - 0.43 Sandy clay 4 BSS-7 Paleosoil of 4 area dwelling site - 0.42 Sandy clay BSS-8 Paleosoil of 4 area dwelling site - 0.17 Sandy clay

*T; thickness (cm), ^**MS; Magnetic Susceptibility (×10^-3 SI unit)

Table 1. Analytical samples from study area.

3.2. 실체 및 편광현미경 관찰

토기의 태토와 비짐의 산출상태 및 내부조직 등 제작기 법적 특징을 파악하고자 실체현미경을 관찰 결과, 활석 및 각섬석혼입 토기와 비활석 토기의 뚜렷한 차이점은 관찰 되지 않는다. 그러나 흑색과 적갈색 및 황갈색 기질을 가진 토기 등 세 그룹으로 나뉜다는 점은 유사하다. 흑색 토기는 흑심을 가진 토기와 속심은 검고 내외부는 마연 또는 물손 질한 것이 있다. 전자는 소성환경의 차이에서 기인한 것으 로, 후자는 제작기법상 의도된 것으로 해석하였다. 한편 비 짐의 양은 비교적 많은 편이며, 분급은 불량하고 원마도도 매우 낮은 것으로 나타났다(Figure 1).

대부분의 활석혼입 토기는 비짐의 원마도가 낮으며, 적

갈색 기질과 흑심이 관찰된다(Figure 1A). 일부 활석 토기 (BSP-16)와 각섬석 토기(BSP-17)에서는 검은 부분과 붉 은 부분이 경계를 이루어 나타나며 비짐의 양이 많고 원마 도는 낮은 것을 볼 수 있다. 활석비짐 중에는 10mm 정도로 큰 것이 특징적이다. 각섬석 토기는 흑심으로 인해 검은 기 질을 드러내는 부분과 두께 2.3mm의 황갈색 부분이 층을 이루고 있으며 원마도가 낮은 비짐이 관찰된다(Figure 1E, 1F, 1G, 1H, 1I).

비활석 토기에서는 황갈색의 기질에 원마도가 비교적 높고 2mm 내외의 비짐물질이 관찰되며, 부분적으로 흑색 의 치밀한 기질과 원마도가 높고 크기가 다양한 종류의 석 영과 장석의 입자가 확인된다(Figure 1B, 1C, 1D). 일부 비 활석 토기(BSP-11)에서는 매우 치밀한 조직과 비짐의 양

Qt Tc

Qt

Fels Tc

Qt Tc

Tc Qt Tc

Tc

Figure 1. Stereoscopic microscope images of analytical samples from study area. Sample numbers are the same as those

Qt

Fels

Qt Qt

Tc

Amp

Qt

Fels

Bt

Figure 2. Polarization microscope images of analytical samples from study area. Sample numbers are the same as those

이 극소량으로 나타난다. 한편 검은 부분과 붉은 부분이 경 계를 이루고 있으며 황갈색의 비교적 느슨한 조직이 관찰 되기도 한다(Figure 1J, 1K, 1L).

편광현미경 관찰 결과, 활석 및 각섬석 토기는 특징적으

로 세립질의 사장석이 관찰되며, 10mm 내외의 활석비짐 에 석영과 장석이 포함되어 태토와 경계를 이루고 있다. 반 면 기질은 느슨하고 붉은색이며 방향성이 있다(Figure 2A, 2B, 2F). 비활석 토기에서는 세립질의 석영과 장석 및 흑운

Figure 3. Relationship between the absorption ratio against

모가 뚜렷하게 선상배열하고 있다. 이는 물리적인 힘이 가 해졌음을 지시하는 것으로서 성형과정에서 생성된 것으로 판단된다(Figure 2C, 2D, 2E). 또한 점토광물과 섞여 분급 이 일정한 석영과 장석 및 조립질의 석영과 장석으로 나뉜 다(Figure 2H). 따라서 태토는 수비과정을 겪었을 것으로 보이며, 비짐으로 사용된 석영과 장석은 별도로 준비되어 첨가되었을 것으로 판단된다(Figure 2J).

한편 태토의 원료 가능성이 있는 토양을 토기와 같은 방 법으로 관찰한 결과, 은미정질의 점토광물이외에 토양 광 물의 입자크기가 서로 다른 특징을 보였다. 특히 토양 점토 광물이외에 석영과 장석, 흑운모 등이 혼재하고 있으며, 원 마도가 낮은 극조립에서 극세립으로 분급이 불량하다. 대 부분의 토양은 흑운모, 석영 및 장석이 극히 소량 존재하 며, 기질은 점토광물로 채워져 있으나, 일부(BSS-3)는 조 립에서 중립의 흑운모가 다량 첨가되어 특징적이다(Figure 2K. 2L).

3.3. 가비중 및 흡수율

고재미골 출토 토기편의 전체 평균 가비중은 1.66, 흡수 율은 17.92%를 보인다. 양자는 전반적으로 부의 상관관계 를 보이며, 가비중은 0.37의 편차를 가지며 흡수율은 16.86%의 편차를 보인다(Figure 3). 활석계 토기의 가비중 은 1.55∼1.78(평균 1.68)이며, 흡수율은 15.41∼21.81(평

균 18.68)%이다. 각섬석 토기는 가비중 1.68∼1.75(평균 1.72), 흡수율 15.30∼17.39(평균 16.47)%의 범위이다. 비 활석계 토기의 가비중은 1.41∼1.77(평균 1.63), 흡수율 15.83∼32.00(평균 20.47)%이다.

이들은 크게 고비중에 저흡수율은 가진 그룹과 저비중 에 고흡수율을 가진 두 그룹으로 분류된다(Figure 3). 각섬 석 토기는 상대적으로 고비중에 저흡수율 영역에 분포하 며, 활석 토기와 비활석 토기는 넓고 고른 다양한 영역대에 넓게 퍼져 분포한다. 그러나 비활석 토기(BSP-26)의 일부 는 1.41의 낮은 가비중에 32.00%의 높은 흡수율을 보였다.

이는 육안으로 관찰을 했을 때, 유일하게 기벽이 얇고 느슨 한 기질을 가졌으며 매우 연질인 회백색계열에 가까운 토 기였다.

3.4. 광물조성 및 상전이

광물조성의 정밀 동정을 위해 X-선 회절분석 결과, 대 부분의 토기에서 운모, 사장석, 정장석, 석영, 각섬석, 활석 이 검출되었다. 그러나 토양에서는 주로 녹니석, 녹니석과 질석 혼합층상 광물, 석영, 사장석, 고령석, 운모가 동정되 었다. 토양과 토기에서 점토광물을 제외한 주요 구성광물 은 크게 차이가 나지 않는 것으로 보아 상호 광물조성의 연 관성이 있는 것으로 보인다(Figure 4).

일부 토기에서는 녹니석이 잔류하는 것으로 보아, 800℃

미만에서 소성되었음을 지시하나, 대부분의 토기에서는 운모가 검출되었다. 따라서 이 토기들은 900℃ 이하에서 소성이 완료된 것으로 추정할 수 있다. 특히 활석이 검출되 는 토기(BSP-4, 13, 19, 27)는 토양에서는 활석이 검출되 지 않는 것으로 보아 인위적으로 첨가된 물질이라는 것을 알 수 있다(Figure 4). 활석은 760℃에서 열분해가 발생하 기 시작하여 1,000∼1,200℃에서는 휘석으로 전이하며 1,250∼1,350℃에서는 엔스타타이트(enstatite)와 석영으 로 분해되는 것으로 알려져 있다(Cho and Kim, 1997).

각각의 토기에 대하여 녹니석, 활석, 각섬석 및 운모를 기준으로 소성온도를 추정해 보았다. 이 결과, 활석혼입 토 기(BSP-4, 13, 19, 27)는 760℃ 미만의 소성온도 범위를 갖는 것으로 보았다. 또한 활석이 동정된 시료는 모두 운모 가 같이 검출되어 최소한 900℃ 미만에서는 소성이 완료 되었을 것으로 해석할 수 있다. 한편 운모가 동정되지 않는 시료 중에서 BSP-8은 각섬석이 잔류하는 것으로 보아 이 들 또한 900℃ 미만에서 소성이 완료 되었을 것으로 보인 다. 반면 BSP-11은 운모의 부재로 보아 900℃ 이상으로

Figure 4. X-ray powder diffraction patterns of analytical samples from study area, Q; quartz, O; orthoclase, P; plagioclase,

Figure 5. Representative DTA-TG curves of analytical samples from study area. Sample numbers are the same as those

No. SiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O TiO2 P2O5 LOI Total BSP-3 63.39 15.63 5.48 0.02 1.02 0.91 1.25 2.49 0.85 0.14 8.02 99.21 BSP-4 62.16 16.89 4.79 0.02 0.76 0.87 1.27 2.43 0.81 0.54 9.65 100.20 BSP-6 63.63 15.04 5.47 0.04 1.00 0.98 1.08 2.20 0.76 0.69 8.45 99.34 BSP-7 61.35 17.53 5.67 0.02 0.92 0.42 0.81 2.20 0.78 0.41 10.24 100.40 BSP-8 59.14 17.29 3.25 0.01 1.13 1.57 1.13 1.71 0.86 0.20 11.93 98.26 BSP-9 59.68 16.78 2.92 0.02 0.43 0.60 1.12 2.61 0.72 1.30 12.31 98.54 BSP-10 65.89 15.67 4.07 0.02 0.74 1.29 1.17 2.16 1.00 0.86 7.34 100.20 BSP-11 69.08 17.29 3.93 0.02 0.98 0.78 1.07 2.29 1.00 0.34 3.39 100.20 BSP-12 66.40 13.69 5.15 0.02 0.71 0.79 0.96 2.23 0.77 0.21 7.88 98.81 BSP-13 61.77 15.79 6.06 0.03 1.08 1.20 1.27 2.51 0.84 0.50 8.00 99.05 BSP-15 53.65 21.38 6.29 0.03 1.47 1.44 1.14 1.72 1.08 0.12 10.81 99.13 BSP-16 58.26 18.08 5.38 0.02 0.70 1.20 0.93 2.12 1.02 0.13 12.21 100.00 BSP-17 59.35 17.81 4.66 0.01 0.56 1.46 1.03 1.78 1.00 0.11 12.37 100.10 BSP-22 68.88 15.49 4.31 0.03 0.80 0.81 1.14 2.62 0.83 1.24 3.74 99.89 BSP-23 66.70 14.63 4.37 0.02 0.70 0.95 1.07 2.61 0.82 0.65 6.92 99.45 BSP-25 61.70 17.40 4.89 0.05 0.77 0.95 1.21 2.83 0.88 1.40 6.65 98.72 BSP-27 62.80 16.42 5.38 0.05 0.51 0.48 0.77 2.33 0.96 0.36 10.39 100.40 BSP-30 57.20 19.17 3.82 0.03 0.51 1.13 1.18 2.37 0.85 0.41 12.42 99.11 BSS-1 57.39 18.92 5.86 0.04 3.50 0.59 0.75 1.99 0.72 0.05 9.85 99.64 BSS-6 52.11 21.94 7.77 0.03 1.26 0.06 0.22 1.92 0.85 0.06 12.27 98.48 BSS-7 45.07 25.54 7.86 0.04 1.73 0.72 0.34 1.78 0.89 0.05 16.57 100.60 BSS-8 64.01 16.85 5.75 0.03 1.14 0.67 0.55 2.11 1.07 0.05 8.16 100.40 Sample numbers are the same as those of Table 1.

Table 2. Major element composition (wt.%) of analytical samples from study area.

고온 소성되었을 것으로 판단하였다.

3.5. 열분석

대부분의 토기에서 200℃까지 가장 많은 중량감소가 이루어졌으며, 200～400℃ 영역에서 다시 중량감소가 이 루어짐을 확인하였다. 또한 이 온도영역에 걸쳐 시차열분 석의 흡열피크와 발열피크가 나타난 것으로 미루어 흡착수 의 흡수 및 유기물의 분해에 따른 것으로 해석된다(Figure 5). 이러한 저온영역의 중량 감소는 매장환경의 영향에 의 한 것으로 이해된다. 점토입자 사이에 물의 재수화와 더불 어 점토류에 흔히 들어있는 부식토, 토탄 등의 유기물이 흡 착되었기 때문이다.

중량 감소율은 토기의 물성과 관계되며 소성온도를 간접 적으로 지시한다. 고재미골 토기의 중량 감소율은 10wt.%

내외로 대체로 높다. 활석의 혼입에 따른 큰 차이는 보이지 않으나 일부 토기에서 2.40wt.%의 비교적 낮은 중량 감소 율을 보였다(Figure 5). 모든 토기는 570～573℃ 부근에 서 흡열피크를 보이며, BSP-11을 제외하면 900℃ 부근에

완만한 발열피크가 나타난다. 전자는 석영의 α→β 전이현 상에 기인한 것이며 후자는 점토광물이 재결정됨에 따라 나 타난다. 따라서 대부분의 토기는 점토광물의 재결정 온도인 900℃ 이상은 경험하지 않은 것으로 판단된다(Figure 5).

3.6. 지구화학적 거동특성

고재미골 유적 토기와 토양의 주성분, 미량 및 희토류 원소의 정량분석을 통해 지구화학적 거동특성을 검토하였 다(Table 2, 3). 활석혼입 토기는 SiO2 58.26～63.39wt.%, Al2O3 15.63～18.08wt.%, Fe2O3 4.79～6.06wt.%, CaO 0.4 8～1.20wt.%, Na2O 0.77～1.27wt.%, K2O 2.12～2.49wt.%, LOI 8.02～12.21wt.%로써, 특히 MgO의 값이 높을 뿐만 아니라 전체적인 조성범위가 넓게 나타난다.

각섬석 토기는 SiO2 59.14～61.70wt.%, Al2O3 17.21～

17.81wt.%, Fe2O3 3.25～4.89wt.%, MgO 0.56～1.13wt.%, CaO 0.95～1.57wt.%, LOI 6.65～12.37wt.%의 범위이다.

활석 토기와 마찬 가지로 평균 MgO 값이 비활석 토기에 비해 매우 높다. 비활석 토기는 SiO2 53.65∼69.08wt.%,

No. Ba Co Cr Hf Ni Pb Rb Sc Sr Ta Th V Y Zn Zr La Ce Nd Sm Eu Tb Yb Lu BSP-3 933 20 79 7 32 30 130 14.1 159 3 13.0 110 24 62 268 51.0 42 16 4.4 1.5 0.5 1.9 0.36 BSP-4 803 18 83 6 33 23 70 13.8 153 1 14.6 105 23 67 231 48.5 54 23 4.6 1.1 0.5 1.8 0.32 BSP-6 674 24 55 5 23 23 90 13.3 145 1 12.0 87 18 64 196 44.5 59 10 4.2 1.4 0.5 1.5 0.35 BSP-7 691 19 78 4 37 26 120 15.9 98 1 14.0 99 26 86 202 58.6 65 25 6.0 1.8 0.5 2.1 0.32 BSP-8 699 18 82 6 29 24 20 15.7 169 1 14.7 99 27 54 281 50.2 71 20 6.4 1.8 0.5 2.2 0.29 BSP-9 745 16 93 6 23 30 80 13.3 121 1 17.1 76 27 44 251 69.4 66 34 7.0 1.8 0.5 2.5 0.43 BSP-10 803 15 73 7 29 22 80 13.5 197 2 12.6 91 25 45 310 48.2 70 19 5.4 1.7 0.5 2.1 0.39 BSP-11 637 18 98 6 27 26 50 15.6 144 1 13.6 92 25 74 288 43.8 65 5 4.7 1.3 0.5 2.3 0.39 BSP-12 753 17 89 6 28 23 110 13.0 144 1 10.6 95 20 47 260 42.4 53 19 3.7 1.1 0.5 1.8 0.42 BSP-13 854 21 76 4 30 27 20 14.0 180 1 13.3 115 21 71 223 47.4 62 24 4.3 1.3 0.5 1.8 0.34 BSP-15 674 27 124 5 36 43 20 18.7 181 2 22.4 146 23 112 242 58.6 89 21 6.8 1.8 0.5 1.8 0.32 BSP-16 704 21 62 5 27 42 90 15.3 168 1 17.7 116 26 65 265 69.2 77 28 6.2 1.8 0.5 2.1 0.31 BSP-17 679 15 47 5 22 24 20 14.9 187 1 18.3 109 30 64 259 88.8 84 36 7.2 2.0 0.5 2.0 0.34 BSP-22 754 17 99 5 27 30 100 14.6 156 1 12.3 96 22 58 239 41.7 64 13 4.0 1.2 0.5 1.9 0.40 BSP-23 828 17 62 5 31 26 70 14.5 163 1 15.3 92 22 43 278 52.5 73 21 4.4 1.2 0.5 1.6 0.32 BSP-25 892 18 71 5 25 31 90 15.0 170 1 13.1 101 24 52 275 51.2 80 24 5.0 1.5 0.5 2.0 0.32 BSP-27 687 20 84 5 33 33 90 15.1 100 1 14.5 121 24 52 223 38.1 56 21 4.5 1.3 0.5 2.4 0.40 BSP-30 809 21 64 5 32 30 60 14.9 179 1 20.0 107 27 76 240 112.0 185 35 8.5 2.6 0.5 2.1 0.31 BSS-1 633 21 222 4 68 21 70 15.5 119 2 13.5 93 19 99 156 67.6 110 22 5.4 1.8 0.5 1.2 0.18 BSS-6 469 21 51 4 23 32 110 17.9 29 1 13.5 114 19 98 175 47.8 75 19 4.3 1.6 0.5 1.7 0.24 BSS-7 616 18 65 2 33 33 100 19.2 120 2 19.7 132 20 97 101 59.2 130 21 4.7 1.4 0.5 1.4 0.33 BSS-8 660 12 34 7 14 21 90 12.4 112 1 9.6 93 17 69 360 51.5 70 20 4.1 1.1 0.5 1.3 0.29

Sample numbers are the same as those of Table 1.

Table 3. Some minor and rare earth element composition (ppm) of analytical samples from study area.

Al2O3 13.69～21.38wt.%, Fe2O3 2.92～6.29wt.%, MgO 0.43～1.47wt.%, LOI 3.39～15.12wt.%로 모든 주성분 원소에서 활석 토기와 각섬석 토기보다 넓은 범위를 나타 낸다. 특히 BSP-1은 다른 토기보다 낮은 SiO2와 높은 Al2O3의 함량이 특징적이다. 또한 BSP-8는 다른 토기보다 MgO와 CaO가 높게 검출되었다. 이들은 모두 비짐의 광물 조성을 반영하는 것이다.

BSP-22는 SiO2 함량이 매우 높은 반면 Al2O3는 낮으며, LOI 또한 매우 낮다. 이 토기는 다른 토기보다 상대적인 경 도가 높았던 것으로써 현미경 관찰결과, 입도가 일정한 미 립의 석영이 균질하게 분포한다. 또한 X-선 회절분석에서 도 장석과 운모 피크는 미약한 반면 석영이 우세하게 나타 나 점토광물보다는 석영의 조성비가 높았음을 알 수 있다.

이는 낮은 LOI와도 일치하는 결과이다. 따라서 다량의 석 영이 토기의 경도와 지구화학적 특성에 영향을 미쳤던 것 으로 해석된다.

각각의 토기를 구성하는 주성분원소에 대한 부화와 결 핍양상을 비교하기 위해 일반적인 화강암의 평균함량 (Nockolds, 1954)을 기준으로 표준화하였다. 대부분의 토

기에서 Al2O3, Fe2O3, TiO2 및 P2O5가 표준조성에 비해 부 화되었으며 SiO2, MnO, CaO, Na2O, K2O 등 알카리 원소 는 결핍되었다(Figure 6).

활석 토기의 주성분원소 거동특성 또한 각섬석 토기 및 비활석 토기와 유사하며 원소의 부화와 결핍 양상도 일치 한다. 다만 MgO는 활석 및 각섬석 토기에서 함량변화가 나타나며 크게 부화되는 경향을 보인다. 또한 토기의 출토 지역별로 변화가 가장 심한 원소는 P2O5로써, 이는 매장 환 경에 의한 영향으로 해석된다. 토양시료는 CaO 함량변화 가 심하며 토기에 비해 크게 결핍되어 있다. 토기와 같이 SiO2, MnO, CaO, NaO, K2O는 결핍되고 나머지 주성분은 부화되어 나타난다. 특히 P2O5는 토기보다 크게 결핍되며 함량이 일정하다. 토양 시료의 주성분원소는 유사한 경향 으로 거동하며 이들은 토기 시료의 지구화학적 특성과 유 사하다(Figure 6).

토기와 토양의 희토류원소에 대해 동일한 방법으로 표 준화한 결과(Taylor and McLennan, 1985), 토기들은 중희 토류 원소로 갈수록 점차 감소하여 음의 기울기를 보여준 다. 모든 희토류원소는 운석의 초생치보다 부화되어 나타

Figure 6. Normalized geochemical variations of major, rare earth, compatible and incompatible elements for analytical

난다. 모든 토기는 서로 유사한 변화경향을 보이며 지역별 및 토기의 종류에 따른 차이는 확인되지 않는다(Figure 6).

활석 토기의 희토류원소 거동특성 또한 각섬석 및 비활 석 토기와 일치한다. 다만 한 시료에서 Nd의 이상이 발견 되나, 이 외의 원소에서는 동일한 지구화학적 특성을 보인 다. 비활석 토기의 희토류원소는 활석 토기와 각섬석 토기 에 비해 함량 변화가 크나 전반적인 변화경향은 일치한다.

토양에서는 BSS-4 시료가 Nd에서 급격히 감소하는 이상 변화를 보여주는 점 이외에 전반적인 변화 경향은 토기와 매우 유사하다. 또한 토양 시료 간에는 지구화학적 거동에 서 큰 차이가 발견되지 않는다(Figure 6).

주성분원소와 미량원소 중 이동성 및 불이동성 원소를 선별하여 원시의 맨틀조성으로 표준화하였다(Pearce, 1983).

활석 토기에서는 대부분의 원소에서 부화되나 TiO2, Y, Yb, Sc 및 Cr에서 표준조성보다 결핍된다. 상대적으로 이 동성이 높은 K2O, Rb, Ba는 이동성이 낮은 원소들보다 크 게 부화되는 경향이 있으며 이동성이 낮아질수록 점차 결 핍되는 양상을 보인다. 각섬석 토기와 비활석 토기에서는 TiO2, Y, Yb, Sc 및 Cr이 대부분 표준조성 보다 결핍되나, Y는 일부 부화되는 경향을 나타내기도 한다. 비활석 토기 와 활석 토기 및 각섬석 토기를 비교하면, 전반적인 거동특 성은 일치하며 마찬가지로 Rb과 P2O5에서 다양한 변화를 보인다(Figure 6).

활석, 각섬석 및 비활석 토기와 고토양의 주성분, 미량 및 희토류 원소의 지구화학적 거동특성 비교를 통해, 대부 분의 원소에서 모든 종류의 토기가 유사한 지구화학적 변

Figure 7. Diagrams showing SiO

화를 보였다. 다만 시료별로 변화를 보이는 특정원소들은 태토 내 포함되어 있는 광물의 종류와 상대적인 함량 차이 로부터 기인한 것으로 판단된다. 따라서 고재미골 유적의 청동기시대 토기는 유적 주변의 토양을 채취하여 부분적 인 수비 또는 개략적인 불순물 제거 과정만을 거친 뒤 다양 한 종류의 광물을 비짐으로 첨가하여 제작되었을 것으로 해 석된다. 이는 전기 청동기시대 고재미골 토기제작에는 일관 되지 않은 방법에 따라 토기가 제작되었음을 의미한다.

4. 고 찰

4.1. 활석비짐의 의미

활석혼입 토기는 이미 신석기시대부터 알려져 왔다. 활 석은 물성과 화학적 성질로 보아 다양한 용도로 사용할 수 있으나 어디에서나 쉽게 분포하는 광물은 아니다. 백석동 고재미골 유적에서 활석혼입 토기가 주류를 이루는 것은 아니나 그 양은 비교적 많다. 또한 일부 토기에서는 태토에 서도 관찰된다. 그러나 고재미골 유적지 토양에서는 활석 이 검출되지 않는 것으로 보아, 토기제작에는 인위적으로 첨가했을 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다.

활석은 무른 성질로 인하여 제작과정에서 소실될 것을 고려할 수도 있으나 현미경하에서 뚜렷한 인편상 조직으 로 나타나며, 화학분석에서도 활석의 주성분인 MgO가 매 우 높은 값을 보였다. 그러나 활석을 인위적으로 첨가하지

않아도 부수적으로 발견될 수 있다는 견해도 있다(Norton, 1970). 보통 녹니석이 많은 바탕흙을 사용하는 토기에서 활석, 각섬석, 투휘석 등은 자연적 또는 부수적으로 들어갈 수 있다. 그러나 토기 전면에 촘촘히 박혀 있는 경우는 물 론 의도적으로 넣은 물질로 보아야 할 것이다.

토기에 첨가하는 비짐으로는 보통 석영과 장석 및 운모 등의 조암광물로서 태토의 소성균열을 방지하며 강도를 보강하는 역할을 한다. 따라서 활석을 첨가한 토기는 비활 석 토기와는 다른 용도와 기능을 위해 만들었을 것이라는 추정이 가능하다. 당시 고온의 토기를 제작할 수 없는 환경 을 고려할 때 조리용 토기로서 연료의 절감을 위해 첨가한 했을 수 있다. 실제로 비활석 토기에 비해 활석 토기의 열전 도율이 높다는 실험결과가 이를 뒷받침한다(Kim, 2009).

앞으로도 활석을 넣은 이유에 대한 정당성을 이해하기 위 해 수축율, 인장강도 및 압축강도, 투수율 등과 같은 물성 에 대한 다각적인 해석이 필요하다.

한편 백석동과 가까운 활석광산을 탐색한 결과, 목천 활석광산(목천읍 천정리), 대덕활석광산(광덕면 양지말), 광덕활석광산과 천안시 병천면에 위치하는 광산 등 활석 을 생산한 광산이 다수 존재한다. 천안 백석동 유적이 최근 까지 활석을 생산한 광산과 약 10km 떨어져 있어 활석의 수급에는 문제가 없음을 입증하였다. 또한 아산-천안 일 대에 분포하는 편마암복합체에는 활석을 함유하는 편암 층이 흔히 협재되어 있어 각 유적의 기반암에서도 쉽게 볼 수 있다. 이들은 광석으로 품위는 낮으나 토기의 비짐

No. Temper Mineral Specific

Gravity Absorption

Ratio(%) Matrix Composition Firing Temperature

BSP-1 Qt, Fels 1.60 20.82 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-3 Qt, Fels, Tc 1.72 17.92 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc 800-870℃

BSP-4 Qt, Fels, Tc 1.78 15.14 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc 800-870℃

BSP-5 Qt, Fels 1.74 16.54 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-6 Qt, Fels 1.76 16.66 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-7 Qt, Fels 1.77 15.83 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-8 Qt, Fels, Amp 1.74 15.30 Pl, Qt, Amp 900-950℃

BSP-11 Qt, Fels 1.52 26.60 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-12 Qt, Fels 1.72 18.91 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-13 Qt, Fels, Tc, Amp 1.72 19.51 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc, Amp 800-870℃

BSP-15 Qt, Fels 1.52 24.84 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-16 Qt, Fels, Tc, Amp 1.68 16.96 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc, Amp 800-870℃

BSP-17 Qt, Fels, Amp 1.73 16.34 Mc, Pl, Qt, Feld, Amp 900-950℃

BSP-19 Qt, Fels, Tc, Amp 1.55 21.81 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc, Amp, Ch 800-870℃

BSP-20 Qt, Fels, Amp 1.68 17.39 Mc, Pl, Qt, Feld, Amp 900-950℃

BSP-22 Qt, Fels 1.68 18.60 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-23 Qt, Fels 1.68 17.39 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-25 Qt, Fels, Amp 1.75 16.82 Mc, Pl, Qt, Feld, Amp 900-950℃

BSP-26 Qt, Fels 1.41 32.00 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

BSP-27 Qt, Fels, Tc 1.63 20.77 Mc, Pl, Qt, Feld, Tc 800-870℃

BSP-30 Qt, Fels 1.57 19.50 Mc, Pl, Qt, Feld 900-950℃

Qt; quartz, Fels; feldspar, Tc; talc, Amp; amphibole, Pl; Plagioclase, Ch; chlorite. Sample numbers are the same as those of Table 1. (Data of BSP-1, 5, 19, 20 and 26 are partly referred from Lee et al., 2015).

Table 4. Firing temperature and characteristics of the analytical samples from study area.

물질로 사용하기에는 충분했을 것으로 보고하였다(Lee et al., 2015).

4.2. 태토조성과 소성온도

상대적으로 풍화에 안정한 광물인 SiO2를 기준으로 Al2O3와 Fe2O3의 조성비를 도시하여 토기 태토와 추정산지 토양의 풍화도 및 점토화 진행정도를 비교하였다. 고재미골 유적 토기는 SiO2 함량이 증가할수록 Al2O3 함량은 점차 감 소하는 명확한 부의 상관관계를 보여준다. 또한 SiO2-Al2O3

의 함량분포가 비교적 넓은 영역에 도시되어 토기마다 태토 의 점토화 정도가 달랐던 것을 유추할 수 있다(Figure 7).

토기의 출토 지역별 SiO2-Al2O3의 조성비는 차이가 없 으며, 모든 지역에서 점토화 정도가 다양한 것으로 나타났 다. 유적지 토양과 비교하였을 때, 토기와 토양의 점토화 정 도는 비슷하였으며, 일부 토양에서 점토질이 우세한 것으 로 보아 점토화 정도가 높은 것으로 나타났다. SiO2-Fe2O3

의 관계도를 보면 산화철 함량은 2.92∼6.29wt.%의 넓은 분포를 보인다. 여기서도 활석 토기와 비활석 토기의 차이

는 확인되지 않으며, 모든 조성비에서 각 지역의 토기가 고 루 분포한다. 또한 토양과 토기가 유사한 영역에 분포하여 토기의 점토화 및 정선도가 높지 않았던 것으로 해석된다.

토기의 소성온도는 보통 구성광물의 조합으로 유추할 수 있으나, 광물상 변화 및 전이온도는 압력에 영향을 받기 때문에 소성당시 가마의 노출상태와 밀폐정도에 따라 실 제 소성온도가 다를 수 있다(Choi et al., 2003). X-선 회절 분석 결과, 모든 토기에서 유적지 토양에서 나타나던 점토 광물 중 고령석은 검출되지 않으며 녹니석, 운모와 비짐으 로 첨가된 활석의 상전이에 따라서 동정되는 광물이 차이 를 보였다. 따라서 광물조성과 상전이 온도 및 열분석을 종 합한 결과, Table 4와 같이 두 그룹의 소성온도 범위를 갖 는 토기가 있었던 것으로 세분되며, 온도는 800∼870℃

및 900∼950℃의 범위로 분류할 수 있다.

한편 X-선 회절분석에서는 활석자체의 온도전이와 토 기에서 활석의 전이온도는 다소 차이가 있는 것으로 나타 났으며, 활석의 안정영역이 760℃라는 기존 연구결과(Cho and Kim, 1997)와는 다른 결과이다. 또한 활석이 900℃까 지 유지되는 경향을 보이는 실험적 연구(Choi et al., 2006)

Figure 8. Distribution diagrams showing A-CN-K and

Kaolinite, Ks; K-feldspar, Chl; Chlorite, Gi; Gibbsite, Bi;

Biotite.

Figure 9. Diagram showing RO

도 있다. 따라서 활석의 종류나 다른 인자에 따라 760～

900℃까지 활석의 상전이 온도는 매우 다양하다. 활석비 짐과 원료물질과의 비가 1:9인 토기의 소성실험에서 800℃

에서 활석의 상전이가 이루어진다는 보고가 있다(Okada et al., 2009). 이 실험에서는 가장 낮은 온도 한계(760℃)를 기준으로 소성온도를 추정하였다. 따라서 활석의 상전이 는 여러 요인에 의해 다소 차이가 있으며 실험적 연구를 통 해 활석의 전이범위를 검토해야 할 것이다.

4.3. 제작기법과 원료검토

토기의 성형방법에는 직접 만들기, 테쌓기, 서리기, 물레 사용 등이 알려져 있다(Choi and Shin, 1998). 고재미골 토 기의 정밀관찰 결과, BSP-5와 23에서 테쌓기 흔적이 관찰 된다. BSP-3은 서로 다른 두 부위를 따로 만들어 연결하면 서 경계부가 드러나기도 한다. 또한 BSP-7은 나무주걱으로 긁어 표면을 마무리한 흔적이 관찰되며, BSP-27에서는 손누 름흔이 확인되고, BSP-19의 표면에서는 흑반이 나타난다.

화학분석 결과, 고재미골 토기는 유적지 인근의 점토질 토양을 채취하여 정선을 거치지 않았거나 이물질과 굵은 광물입자만을 제거한 채 태토로 이용하였을 가능성이 크 다. 비활석계 토기는 분급이 일정한 태토와 조립질 광물이 극명하게 나누지는 것으로 보아 몇 번에 걸쳐 태토의 수비 과정을 더 겪은 것도 있었던 것으로 보인다. 또한 일부 토 기(BSP-15)는 태토의 점토화와 정선도가 가장 높은 것으 로 판단된다. 비짐으로는 석영과 장석, 활석, 각섬석이 사 용되었다. 석영과 장석은 원마도가 매우 낮은 것으로 보아 특별한 정선과정 없이 사용한 것으로 보인다.

토기는 물성을 지시하는 흡수율의 범위에 따라 용도를 크게 세 가지로 구분 할 수 있다. 높은 흡수율을 갖는 토기 는 곡물저장용과 조리용으로 쓰였으며, 상대적으로 낮은 흡수율을 갖는 토기는 액체 저장용기로 사용된 것으로 추 정할 수 있다. 그러나 장기간 액체를 저장할 경우 흡수율이 높아질 수 있다(Rice, 1987). 고재미골 토기는 전체적으로 높은 흡수율을 갖는 것으로 보아 액체저장용 보다는 곡물 저장용과 조리용으로 사용되었을 가능성이 있다.

일부 토기의 기질에서 방향성이 확인되고 비짐 및 공극 이 기질 방향으로 배열된 모습이 확인된다. 이는 태토반죽 을 치대는 과정에서 형성된 구조로 이 과정을 통해 반죽내 불순물 및 공기가 제거된다. 마연토기에서는 태토의 입도 와 기질에서 다른 토기와 마찬가지로 기질의 치밀도 및 비

짐의 원마도나 분급에서 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 마연토기는 기벽을 얇게 성형하여 연마한 것은 확실하나 태토에 대해 별다른 수비과정은 없었던 것으로 추정된다.

한편 A-CN-K 삼각도에 도시한 결과, 토양과 태토가 구 분되어 도시되며 토양이 점토화가 더 진행된 것으로 보아 고재미골 유적 토기의 태토는 정련도가 매우 떨어지는 것이 다. A-CN-K와 A-CNK-FM을 비교할 때, 토양에 흑운모가 많이 있는 것으로 나타나 비짐으로 첨가되었을 가능성은 낮 은 것으로 판단된다(Figure 8). 반면 활석과 각섬석은 태토 에 인위적으로 첨가되었을 가능성이 높은 것을 시사한다.

토기의 주성분 원소를 몰비율로 그래프에 도시하면, R2O+RO(염기성 산화물)와 RO2(산성산화물)과의 관계에 서 토양과 태토가 분리되지 않고 섞여 도시 됨에 따라 정련

과정이 거의 없었음을 지시한다(Figure 9). 또한 토기와 유 적지에서 채취한 토양의 지구화학적 거동특성이 매우 유 사한 것으로 보아 유적지 주변에 분포하는 토양을 원료로 제작하였을 가능성을 강력히 뒷받침한다.

5. 결 언

1. 천안 백석동 고재미골 무문토기는 크게 활석계와 비 활석계로 세분하였으며 비활석계에는 각섬석 혼입 토기를 포함하였다. 유적지 토양에서는 활석과 각섬석은 검출되 지 않았으며 녹니석, 녹니석과 질석의 혼합층상 광물, 석 영, 사장석, 고령석, 운모류가 동정되었다. 토기의 태토와 비짐의 산출상태 및 내부조직은 활석 및 각섬석혼입 토기 와 비활석 토기에 따른 뚜렷한 차이점은 관찰되지 않으나, 기질의 색은 흑색과 적갈색 및 황갈색으로 나뉜다. 이들은 공통적으로 비짐의 양은 비교적 많으며 분급은 불량하고 원마도도 매우 낮다. 유적지 토양은 점토광물의 비중이 높 으나 원마도와 분급은 불량하다.

2. 고재미골 토기의 평균 전암대자율은 0.85(×10^-3 SI unit)로서 활석계 토기(평균 1.03), 비활석계 토기(평균 0.87), 각섬석혼입 토기(평균 0.53)가 거의 유사하나 활석 계 토기가 조금 높은 값을 보였다. 토기의 평균 가비중은 1.66, 흡수율은 17.92%로서 고비중에 저흡수율은 가진 그 룹과 저비중에 고흡수율을 가진 두 그룹으로 분류된다. 각 섬석 토기는 상대적으로 고비중의 저흡수율 영역에 분포 하며, 활석 토기와 비활석 토기는 넓고 고른 영역에 분포 한다.

3. 대부분의 토기에서 200℃까지 중량감소가 이루어졌 으며, 200∼400℃ 영역에서 다시 중량감소가 나타났다.

이러한 저온영역의 중량 감소는 매장환경의 영향에 의한 것으로 이해된다. 전체적인 중량 감소율은 10wt.% 내외로 대체로 높으나 활석의 혼입에 따른 차이는 보이지는 않으 며, 점토광물의 재결정 온도인 900℃ 이상은 경험하지 않 은 것으로 판단된다.

4. 토기와 토양의 주성분, 미량 및 희토류 원소의 정량분 석을 통해 지구화학적 거동특성을 검토하였다. 활석계 토 기의 주성분원소 거동특성은 각섬석 토기 및 비활석계 토 기와 유사하며 원소의 부화와 결핍 양상도 일치한다. 다만 MgO는 활석 및 각섬석 토기에서 함량변화가 나타나며 크 게 부화되는 경향을 보인다. 활석 토기의 희토류원소 거동 특성 또한 각섬석 및 비활석 토기와 일치하며, 비활석 토기 의 희토류원소는 활석 토기와 각섬석 토기에 비해 함량 변

화가 크나 전반적인 변화경향은 일치한다. 또한 토양 시료 간에도 지구화학적 거동에서 큰 차이가 발견되지 않는다.

5. 활석, 비활석 및 각섬석 토기와 고토양의 주성분, 미량 및 희토류 원소의 지구화학적 거동특성 비교를 통해, 대부분 의 원소에서 모든 종류의 토기가 유사한 지구화학적 변화 를 보였다. 따라서 고재미골 유적 토기는 유적 주변의 토양 을 채취하여 부분적인 수비 또는 개략적인 불순물 제거 과 정만을 거친 뒤 다양한 종류의 광물을 비짐으로 첨가하여 제작한 것으로 해석된다.

6. 고재미골 유적에서 활석혼입 토기가 주류를 이루는 것은 아니나 그 양은 비교적 많다. 그러나 고재미골 유적지 토양에서는 활석이 검출되지 않는 것으로 보아, 토기제작 에는 인위적으로 첨가했을 가능성이 매우 높은 것으로 판 단된다. 백석동 일대에 분포하는 편마암복합체에는 활석 을 함유하는 편암층이 흔히 협재되어 있어 각 유적의 기반 암에서도 쉽게 볼 수 있다. 이들은 광석으로 품위는 낮으나 토기의 비짐물질로 사용하기에는 충분했을 것으로 보인다.

7. 고재미골 토기의 주성분원소 조성은 비교적 넓은 영 역에 도시되어 토기마다 태토의 점토화 정도가 달랐던 것 을 유추할 수 있다. 유적지 토양은 점토질이 우세한 것으로 보아 점토화 정도가 높은 것으로 나타났다. 따라서 유적지 인근의 점토질 토양을 채취하여 특별한 수비과정 없이 간 단한 정선을 통해 이물질을 제거하고 태토로 이용하였을 가능성이 크다. 그러나 토기의 소성온도는 서로 달라 활석 계 토기는 800∼870℃의 범위를 보이며, 비활석계 및 각 섬석 혼입 토기의 소성온도는 900∼950℃의 범위로 추정 된다.

사 사

이 연구는 한국연구재단 기본연구지원사업(NRF-2013 R1A12013492)의 지원을 받아 완성되었음을 명기하며, 한국연구재단의 재정적 및 행정적 지원에 깊이 감사한다.

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