접수 16. 02. 15 / 심사종료 16. 03. 14 / 게재승인 16. 03. 16 Vol.32, No.1, pp063-073(2016)
DOI http://dx.doi.org/10.12654/JCS.2016.32.1.07 Printed in the Republic of Korea
pISSN: 1225-5459 eISSN: 2287-9781
거창 정장리 유적 출토 유리구슬의 화학 조성과 특징
윤지현 | 김규호1 국립공주대학교 문화재보존과학과
Compositions and Characteristics on the Glass Beads from Jeongjang‐ri Site in Geochang, Korea
Ji Hyeon Yun | Gyu Ho Kim1
Department of Cultural Heritage Conservation Sciences, Kongju National University, Gongju, 32588, Korea
1Corresponding Author: [email protected], +82-41-850-8544
초 록 본 연구는 거창 정장리 유적에서 복원이 불가능한 유리구슬 편 24점과 완형 유리구슬 26점에 대하여 형태적 특성 관찰과 화학 조성 분석을 통해 재질 및 특성을 밝히고자 하였다. 유리구슬의 형태적 특성은 색상, 크기, 풍화 상태, 제작 기법에 따라 크게 다섯 가지 유형으로 구분된다. 화학 조성에 따른 분류에서 첫 번째와 두 번째 유형은 소다유리군, 세 번째 유형은 포타쉬유리군, 네 번째와 다섯 번째 유형은 납바륨유리군으로 확인된다. 이를 통해 거창 정장리 유적의 유리구슬은 형태적 특성에 따라 화학 조성이 변화되는 양상을 보이며 다양한 화학 조성이 확인되었다. 본 유적의 유리 문화의 흐름을 살펴보면 납바륨유리군 II형과 포타쉬유리군 I, II형이 나타나는 유구는 비교적 선행 시기인 목곽묘 단계, 소다유리군과 납바륨유리군 III형이 나타나는 유구는 비교적 후행 시기인 목곽묘 단계의 유리 문화가 형성된 것으로 추정할 수 있다.
중심어: 거창 정장리, 목곽묘, 유리구슬, 곡옥, 화학 조성
ABSTRACT This study defined material and characteristics of 24 glass fragments and 26 whole glass beads. The feature of glass beads shape are divided into 5 types following color, size, weathering condition and manufacturing techniques.
Through the chemical composition, the first and second type is soda glass, the third type is potash glass, the fourth and fifth type is lead barium glass. This site showed the aspect that the chemical composition is changed according to the feature of glass shape and was found that various chemical compositions. Looking at the flow of glass culture, the tomb that are lead barium glass IItype and potash glass I, IItype is relatively preceding period and the tomb that are soda glass and lead barium glass IIItype is following period.
Key Words: Geochang Jeongjang-ri, Wood Coffin Tomb, Glass Beads, Curved Bead, Chemical Compositions
1. 서 론
유리구슬은 삼국시대 유적에서 많은 수량을 차지하는 장신구 중에 하나이다. 비록 원료의 가공이 까다롭고 깨지
기 쉬운 단점이 있지만 다양한 색상과 형태 및 특유의 광택 과 투명성으로 인하여 고대로부터 현대까지 장신구뿐만 아니라 일상생활에서도 널리 사용되고 있다. 또한 유리는 고대로부터 전해진 제작 방법이 지금도 이용될 정도로 기
Table 1. The site situation and analytical glass bead samples selected from Jeongjang-ri site.
No. Site Whole glass beads Color&Type (No. of samples)
Samples Glass fragments
(Sample Number) Whole glasses (Sample Number) 1 III-2 wood
coffin tomb gBa,Curved bead(1) - gB, Curved bead (jj-01) 2 III-43 wood
coffin tomb gB, Round bead(4) - gB, Round bead (jj-02~05)
3 III-82 wood
coffin tomb PB, Round bead(2) RB, Round bead(2)
PB, Round bead(jj-s-01~03) RB, Round bead(jj-s-04~06)
P, Round bead (jj-s-07~09) - 4 III-83 wood
coffin tomb PB, Round bead(20)
RB, Round bead(30) PB, Round bead(jj-s-10~11)
P, Round bead(jj-s-12) -
5 III-88 wood coffin tomb
PB, Round bead(24) gB, Round bead(1) RB, Round bead(86)
PB, Round bead(jj-s-13~15)
RB, Round bead(jj-s-16~18) -
6 III-95 wood
coffin tomb G, Round bead(1) - G, Round bead(jj-06) 7 III-134 wood
coffin tomb PB, Round bead(159) - PB, Round bead(jj-07~15)
8 III-162 wood coffin tomb
gB, Multi-faceted bead(1)
PB, Round bead(jj-s-19~20)
RB, Round bead(jj-s-21~23) gB, Round bead(jj-16) gB, Multi-faceted bead(jj-17) PB, Round bead(9)
gB, Round bead(4) RB, Round bead (27) 9 III-179 wood
coffin tomb gB, Round bead (7) - gB, Round bead (jj-18~22) 10 III-254 wood
coffin tomb gB, Round bead (4) gB, Round bead (jj-s-24) - 11 III-283 wood
coffin tomb C, Multi-faceted bead(1) - C, Multi-faceted bead (jj-23) 12 III-287 wood
coffin tomb C, Multi-faceted bead(1)
C, Round bead(2) - C, Multi-faceted bead(jj-24) C, Round bead(jj-25~26)
Total 386 24 26
Colora: gB;greenish Blue, PB;Purplish Blue, RB;Reddish Brown, P;Purple, G;Green, C;Colorless 술적 변천이 크게 없으며 오랜 기간에 걸쳐 전세계적으로
교류되었기 때문에 유리에 대한 연구는 고대 사회의 역사 와 문화 교류를 이해할 수 있는 자료들을 제시해 줄 수 있다.
거창군은 경상남도 최서북부에 위치하고 삼한시대에는 변한(弁韓)에 딸렸다하며, 그 때의 이름은 고순시국(古淳 是國)이었을 것이라는 이야기가 있다. 거창 정장리 유적은 구석기시대부터 조선시대까지 다양한 유구와 유물이 확인 되었으며, 원삼국시대 목곽묘 분포지역과 구석기시대 문 화층으로 나눌 수 있다. II지구에서는 목곽묘 2기, III지구 에서는 원삼국시대 목곽묘 52기, 고상건물지 1기, 조선시 대 수혈유구 1기가 확인되었다. 원삼국시대 분묘군인 III지
구에서 확인되는 목곽묘는 목곽을 이중으로 축조하여 조 성한 것이 대부분이며, 목곽의 내부에는 첨저옹·단경호 등 의 토기와 철모·철부 등의 무기류, 경식이 출토되었으며 내 곽 내부 및 내곽과 외곽 사이에는 칠기가 확인되나 정확한 형태는 알 수 없다. 유구의 규모에 비해서 유물의 부장량은 상대적으로 빈약한 편이다(Center of History & Culture, Gyeongnam Development Institute, 2012).
원삼국시대 변한지역에서 유리구슬이 출토된 대표적인 유적은 김해 양동리 유적과 창원 다호리 유적이 있다(Yun, 2015). 김해 양동리 유적의 목관묘, 직장묘, 석곽묘에서 유 리구슬이 출토되었다. 색상은 감청색, 벽색, 자색, 청록색,
녹색, 무색 등으로 다양하지만 청색계가 대부분이며, 형태 는 환옥, 관옥, 다면옥, 화형옥 등이다. 분석 결과 납바륨유 리, 포타쉬유리, 소다유리로 분류되었다(Gimhae National Museum, 2012). 창원 다호리 유적의 목관묘에서는 감청 색 환옥이 분석되었으며 소다유리로 확인되었다(Kim, 2002).
본 연구에서는 경상남도 거창 정장리 유적에서 출토된 유리구슬 편 24점과 완형 유리구슬 26점 등 총 시료 50점 에 대하여 실체현미경을 사용하여 유리구슬의 형태적 특 성을 조사하고, 유리구슬 편에 한하여 시편으로 제작하여 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다. 내부 조성은 주 사전자현미경에 부착된 에너지분산형분광기를 이용하였 으며, 완형 유리구슬은 X-선형광분석기를 이용하여 비파 괴 표면 조성 분석을 실시하였다. 형태적 특성과 화학 조성 을 중심으로 거창 정장리 유적에서 출토된 유리구슬의 재 질 및 특성을 살펴보고자 하였다.
2. 연구시료
연구시료는 주로 대량 출토된 유리구슬류에서 복원이 불가능한 편을 중심으로 시료의 대표성을 고려하여 III지 구 82호, 83호, 88호, 162호, 254호 목곽묘에서 총 24점을 선정하였다. 유리구슬 편의 형태는 환옥이고, 색상은 감청 색, 벽색, 자색, 적갈색으로 유구에서 출토된 구슬의 형태 와 색상의 특징을 모두 반영하지 못한 한계가 있다. 따라서 본 유적에서 출토된 유리구슬의 총체적인 특징을 반영하 기 위해 각 유구에서 출토된 완형 유리구슬의 대표성과 특 이성을 감안하여 유리구슬 편에서 선정하지 못한 구슬들 을 중심으로 III지구 2호, 43호, 95호, 134호, 162호, 179 호, 283호, 287호 목곽묘에서 총 26점을 추가 선정하였다.
완형 유리구슬의 형태는 곡옥, 다면옥, 환옥이며, 색상은 벽색, 녹색, 감청색, 무색이다(Table 1).
3. 연구방법
3.1. 형태적 특성
구슬의 형태적 특성은 실체현미경(Optical Microscope, Leica MZ75, Germany)을 이용하여 형태 및 색상, 투명도, 표면 풍화 상태 그리고 균열 등의 구슬 표면 특성을 1차적 으로 조사하고, 유리구슬 편에 한하여 시편으로 제작하여
단면을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope, Tescan MIRA 3 LMH, Czech)을 활용하여 기포, 균열, 불 순물 등의 결함 구조와 풍화층 상태를 관찰하였다. 이를 기 초로 유리구슬의 제작 기법을 추정할 수 있다.
3.2. 화학 조성 분석
유리구슬 편에 한하여 분석 시료의 단면을 에폭시수지 로 고정시켜 시편을 제작하고 사포(No. 400, 600, 800, 1200, 2000, 4000)와 연마제(6μm, 1μm) 순서로 연마하였 다. 각 연마 단계마다 시료가 오염되지 않도록 초음파 세척 기로 5분간 3회씩 세척하였으며 탄소 코팅을 통해 조성비 에 미치는 영향을 최소화시키면서 시료의 전도도를 높여 분석하였다. 내부 단면에 대한 조성 분석은 주사전자현미 경(SEM, Scanning Electron Microscope, Tescan MIRA 3 LMH, Czech)에 부착된 에너지분산형분광기(EDS, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, Bruker QUANTAX 200, Germany)를 이용하여 가속전압 20kV, 측정시간 120초로 측정하였다. 내부 조성 분석에 대한 신뢰성은 동일 측정 조 건에서 유리 표준시료(SRM 620)를 5회 측정한 주성분 분 석 결과로 평가하였다.
완형 유리구슬의 표면 조성에 대한 비파괴 분석은 에너 지 분산형 X-선 형광분석기(ED-XRF, Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer, Seiko SEA 2220A, Japan)를 이용하여 진공 분위기에서 자동전류, 여기전압 15, 50kV의 두 조건에서 각각 적합한 측정 원소를 선택하 여 측정 면적 3mm, 측정 시간 300초의 측정 조건에서 분 석하였다. 표면 조성 분석에 대한 신뢰성은 동일 측정 조건 에서 유리 표준시료(SRM 620)를 3회 측정한 주성분 분석 결과로 평가하였다. 고대유리의 조성 분석에 대한 신뢰성 은 동일 측정 조건에서 유리 표준시료(SRM 610, 612, 620, 621, 1831, Corning B, C, D)로 검량선을 작성하여 정확성과 재현성을 검토하였다. 그러나 오랜 기간 동안 매 장된 유리구슬은 대부분 주제인 SiO2의 함량이 증가하고 융제인 Na2O와 K2O의 함량이 감소하는 풍화층이 표면에 형성되므로 이를 고려하여 유리구슬의 조성을 평가하였다 (Kim, 2002).
4. 연구결과
유리구슬 50점에 대한 형태적 특성과 화학 조성 분석은
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
Figure 1. Images of optical microscope and SEM of the glass fragments; (a) Purplish Blue(jj-s-02), (b) Purplish Blue(jj-s-11), (c) Reddish Brown(jj-s-16), (d) Reddish Brown(jj-s-17), (e) Purple(jj-s-08), (f) Purple(jj-s-09), (g) Purple(jj-s-12), (h) greenish Blue(jj-s-24).
유리구슬 편과 완형 유리구슬로 구분하여 결과를 정리하 였다. 유리구슬 편의 화학 조성은 융제, 안정제, 소다원료 의 특성, 착색제를 평가하였으며 완형 유리구슬의 경우 풍 화된 표면층에 대해 비파괴 분석을 실시하였으므로 이를 고려하여 융제와 안정제 특성에 대해서만 살펴보았다.
4.1. 유리구슬 편
4.1.1. 형태적 특성
유리구슬 편은 III지구 82호 목곽묘에서 감청색 3점, 적 갈색 3점, 자색 3점, 83호 목곽묘에서 감청색 2점, 자색 1 점, 88호 목곽묘에서 감청색 3점, 적갈색 3점, 162호 목곽 묘에서 감청색 2점, 적갈색 3점, 254호 목곽묘에서 벽색 1 점으로 총 24점이다. 유리구슬 편에 대한 형태적 특성은 실 체 및 전자현미경으로 단면을 조사하였다(Figure 1).
III지구 82호, 83호, 88호, 162호 목곽묘의 감청색 유리
구슬 편은 소형으로 반투명하고 표면 풍화 상태는 양호하 다. 단면 관찰을 통해 표면에서는 관찰하기 어려웠던 기포 들이 종방향의 배열을 갖고 있으며, 길쭉한 기포와 대각선 방향으로 난 줄이 확인된다. 제작 기법은 종방향으로 배열 된 흑색과 적색 입자, 기포 배열 등을 통해 늘여서 제작된 것으로 보이며, 흑색과 적색 입자는 불완전 용융이나 재결 정에 의해 발생한 것으로 추정된다(Figure 1(a,b)). III지구 82호, 88호, 162호의 적갈색 유리구슬 편은 소형으로 불투 명하고 표면 풍화 상태는 양호하다. 제작 기법은 기포로 추 정되는 흑색 줄이 종방향으로 배열되어 있는 것으로 보아 늘여서 제작된 것으로 추정할 수 있다(Figure 1(c,d)). III지 구 82호, 83호 목곽묘의 자색 유리구슬 편은 소형으로 반 투명하고 표면에는 갈색 풍화가 진행된 상태이다(Figure 1(e,f,g)). 이 갈색 풍화층은 반사전자상에서 명암이 어두운 수화층(Hydration)으로 관찰된다. 수화층은 알칼리 유리에 서 확인되는 풍화 현상으로 융제 성분인 Na나 K가 수분의
(a) Na2O & K2O (b) CaO & Al2O3 (Potash glass group)
(c) CaO & Al2O3 (Soda glass group) (d) MgO and K2O
(e) Colorants
Figure 2. The graph of chemical composition of glass fragments; (a) Flux, (b-c) Stabilizer, (d) Soda raw material, (e) Colorants.
H+와 치환하여 생성되는 것으로 Na나 K보다 H의 화학식 량이 작으므로 어두운 색으로 나타난다. 이와 같은 풍화 현 상은 포타쉬유리와 소다유리에서 모두 나타날 수 있다. 또 한 치환 후 생긴 공간이 Na보다 K가 크므로 포타쉬유리의 풍화저항력이 소다유리에 비해 낮은 것으로 알려져 있다 (Newton and Davison, 1989). 제작 기법은 종방향으로 난
흑색과 적색 입자, 기포 배열을 통해 늘인 기법에 의해 성 형된 것으로 판단된다. III지구 254호 목곽묘의 벽색 유리 구슬 편은 현재 잔존하는 3.1 mm의 편으로 반투명하며 표 면에서 갈색 풍화가 관찰되고 반사전자상에서 명암이 어 두운 수화층이 확인된다(Figure 1(h)). 제작 기법은 종방향 으로 배열된 흑색 및 적색 결정과 기포 배열을 통해 늘인
Table 2. The chemical compositions of glass fragments samples analyzed by SEM-EDS.
기법으로 제작된 것으로 보인다.
이상의 형태적 특성을 종합해 보면 감청색과 적갈색 환 옥은 모두 소형으로 풍화 상태가 양호하고 늘인 기법으로 제작되었다. 자색과 벽색 환옥은 소형으로 표면에서 갈색 풍화가 진행되었으며 반사전자상에서 수화층이 확인되었 고 늘인 기법으로 제작되었다.
4.1.2. 화학 조성 분석
유리구슬 편 24점의 조성 분석 결과는 평균값과 표준편 차로 정리하였다(Table 2). 선정된 유리구슬 편은 융제 구 분에서 포타쉬유리군과 소다유리군으로 구분되며, 포타쉬 유리군은 자색과 벽색 환옥, 소다유리군은 감청색과 적갈 색 환옥으로 확인된다(Figure 2(a)).
III지구 82호 목곽묘의 자색 환옥 3점과 83호 목곽묘의
자색 환옥 1점, 254호 목곽묘의 벽색 환옥 1점에서 확인된 포타쉬유리군의 화학 조성은 Na2O 0.47∼0.75 %, K2O 15.2∼17.5 %의 범위를 보인다. 포타쉬유리군은 안정제인 CaO와 Al2O3의 함량에 따라 I∼III형으로 구분되는데 I, II 형은 안정제인 CaO와 Al2O3의 함량이 모두 5% 미만으로 I형은 상대적으로 CaO 함량이 높고 BC 1C경 출현하여 AD 6C까지 지속적으로 유통된 반면, II형은 상대적으로 Al2O3의 함량이 높은 유형으로 AD 1C경 출현하여 4C경 단절되는 양상을 보인다. III형은 CaO 함량이 5% 이상으 로 I, II형 보다 늦은 고려 및 조선시대에 확인된다(Kim and Kim, 2015). 안정제의 구분에서 자색 환옥 4점은 모두 CaO 함량이 높은 포타쉬유리군 I형이고 벽색 환옥은 I형 에 비하여 상대적으로 Al2O3의 함량이 높은 포타쉬유리군 II형이다(Figure 2(b)). 이와 같은 특징은 포타쉬유리군 I형
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
Figure 3. Images of optical microscope of the whole glass beads; (a) greenish Blue(jj-01), (b) greenish Blue(jj-05), (c) greenish Blue(jj-16), (d) greenish Blue(jj-17), (e) Green(jj-06), (f) Colorless(jj-26), (g) greenish Blue(jj-03), (g) Purplish Blue(jj-08).
이 감청색과 자색, 포타쉬유리군 II형이 벽색과 청록색 계 통이 우세하다는 지금까지의 연구결과와 일치한다(Kim and Kim, 2015).
III지구 82호 목곽묘의 감청색 환옥 3점과 적갈색 환옥 3점, III지구 83호 목곽묘의 감청색 환옥 2점, III지구 88호 목곽묘의 감청색 환옥 3점과 적갈색 환옥 3점, III지구 162 호 목곽묘의 감청색 환옥 2점과 적갈색 환옥 3점에서 확인 된 소다유리군의 화학 조성은 Na2O 17.0∼20.9 %, K2O 1.1∼3.0 %의 범위를 보인다. 안정제의 구분에서 감청색 환옥 10점은 CaO보다 Al2O3의 함량이 높은 LCA-A(CaO, Al2O3 < 5%, CaO < Al2O3)계와 LCHA(CaO < 5%, Al2O3
> 5%)계인 고알루미나유리(High Alumina glass)이나, 적 갈색 환옥 9점은 모두 Al2O3보다 CaO의 함량이 높은 HCLA(CaO > 5%, Al2O3 < 5%)계와 HCA(CaO, Al2O3 >
5%)계이다(Figure 2(c)). 거창 정장리 유적의 적갈색 환옥은
마한 분묘에서 흔히 확인되는 Al2O3 함량이 높은 LCHA계 와 안정제에서 차이를 보인다(Kim, 2013). 소다 원료의 특 성에서도 적갈색 환옥 9점은 MgO와 K2O의 함량이 1.5%
내외의 LMHK(MgO < 1.5%, K2O > 1.5%)와 HMK (MgO, K2O > 1.5%)형으로 구분된다(Figure 2(d)). 지금 까지 연구된 한반도 적갈색 유리구슬은 안정제와 소다 원 료의 특성에 따라 3가지 유형으로 구분된다(Kim and Kim, 2013). 즉, I형은 CaO보다 Al2O3의 함량이 높은 고알루미 나유리, II형은 CaO와 Al2O3의 함량이 약 5%이고 MgO와 K2O 성분이 1.5% 내외로 식물재유리(Plant Ash glass), III 형은 Al2O3보다 CaO의 함량이 높고 MgO와 K2O 함량이 1.5% 이하로 네트론유리(Natron glass)이다. 그리고 적갈 색 유리구슬은 대부분이 I형에 포함된다. 그러나 거창 정장 리 유적 적갈색 환옥은 유리 조성 II형으로 지금까지 확인 된 적갈색 유리구슬의 조성과 차이를 보이는 점이 특이하
다. 지금까지 경상도에서 확인된 적갈색 환옥 유리 조성 II 형은 경주 덕천리 유적에서 1점이 확인된 바 있다(Kim, 2009).
착색제 특성은 색상을 감청색(PB), 적갈색(RB), 자색 (P), 벽색(gB)으로 구분하고 TiO2, MnO, Fe2O3, CuO 등을 주요 착색 성분으로 도식하였다(Figure 2(e)). 감청색 유리 구슬은 전반적으로 착색제의 함량이 3.4%로 높은 편이며 MnO가 높게 나타났다. 그러나 실제 감청색의 착색제는 0.1% 미만의 소량으로 색을 발하는 Co2+이다. Co는 일반 적으로 주성분 분석에서는 검출하기가 힘들며 미량으로 충분히 발색하는 강력한 착색제이다(Kim, 2002). 적갈색 유리구슬은 CuO의 함량이 높게 나타난다. CuO는 Cu2+으 로 작용할 경우 녹색 및 청색, Cu+로 작용할 경우 적색 및 흑색을 발하므로(Goffer, 1980), CuO가 Cu+로 작용하여 발색이 이루어진 것으로 판단된다. 자색 유리구슬은 감청 색 유리구슬과 마찬가지로 MnO가 높게 나타난다. MnO는 Mn+로 작용하여 자색이나 흑색을 발하므로 자색 유리구슬 과 밀접한 관련이 있는 것으로 추정된다. 벽색 유리구슬도 적갈색 유리구슬과 같이 CuO의 함량이 높으므로 CuO가 Cu2+로 적용하여 발색이 이루어진 것으로 판단된다. 그러 나 유리구슬의 색상은 다양한 착색 성분이 복합적으로 작 용하여 나타나므로 이에 대한 다각적 검토가 필요하다.
4.2. 완형 유리구슬
4.2.1. 형태적 특성
완형 유리구슬은 III지구 2호 목곽묘에서 벽색 곡옥 1 점, 43호 목곽묘에서 벽색 환옥 4점, 95호 목곽묘에서 녹색 환옥 1점, 134호 목곽묘에서 감청색 환옥 9점, 162호 목곽 묘에서 벽색 다면옥 1점, 벽색 환옥 1점, 179호 목곽묘에서 벽색 환옥 5점, 283호 목곽묘에서 무색 다면옥 1점, 287호 목곽묘에서 무색 다면옥 1점, 무색 환옥 2점으로 총 26점 의 완형 유리구슬에 대한 형태적 특성은 육안 및 실체 현미 경으로 조사하였다(Figure 3).
벽색 유리구슬의 형태는 곡옥, 환옥, 다면옥으로 다양하 며 풍화가 심한 구슬(Figure 3(a-d))과 풍화 상태가 양호한 구슬로 구분할 수 있다(Figure 3(g)). III지구 2호, 43호, 162호 목곽묘의 풍화가 심한 구슬의 형태는 곡옥, 다면옥, 환옥으로 모두 표면에서 백색 분말화가 진행되고 있으며 구멍(pit)이 발생하였다. 백색 분말화 현상은 납(Pb)을 함 유한 유리에서 일반적으로 확인되는 풍화 현상이다. 제작
기법은 뚜렷한 기포 배열이 관찰되지 않아 확인할 수 없었 으나 주조 기법으로 제작하였을 가능성이 높다. III지구 43 호, 179호 목곽묘의 풍화 상태가 양호한 구슬의 형태는 모 두 환옥으로 전체적으로 반투명하며 균열은 보이지 않는 다. 제작 기법은 종방향으로 배열된 기포로 보아 늘인 기법 으로 제작한 것으로 보이며 양끝 부분은 가열하여 끝을 둥 글게 처리한 것으로 추정된다. III지구 95호 목곽묘의 녹색 환옥 1점은 삼국시대의 일반적인 녹색에 비해 투명도가 높 다. 풍화 상태는 양호한 편이고 균열은 없으나 한쪽 면이 일부 깨져있다. 양끝 부분은 평평하게 연마 처리된 것으로 관찰된다(Figure 3(e)). III지구 283호, 287호 목곽묘의 무 색 유리구슬 형태는 환옥과 다면옥으로 구분되며 풍화가 많이 진행되었으며 표면에서 백색 분말화가 관찰된다 (Figure 3(f)). III지구 134호 목곽묘의 감청색 환옥 9점의 크기는 다양하게 나타나며 감청색 유리구슬 편과 비교하 였을 때 크기가 큰 편으로 거창 정장리 유적 내에서 III지구 90호와 134호에서만 확인된 특이한 유형이다. 반투명하고 약간의 풍화가 진행된 상태이며, 제작 기법은 종방향으로 배열된 기포 배열을 통해 늘려서 만든 것으로 추정할 수 있 다(Figure 3(h)).
형태적 특성을 종합하면 완형 유리구슬은 4개의 유형으 로 구분할 수 있다. A형은 벽색의 곡옥, 다면옥, 환옥으로 풍화가 심한 편이고 표면에 백색 분말과 구멍(pit)이 존재 한다. B형은 녹색 환옥, 무색 다면옥 그리고 무색 환옥으로 풍화 상태가 양호한 편이고 표면에 백색 분말은 존재하나 구멍(pit)이 없다. C형은 벽색 환옥으로 풍화 상태가 양호 한 편이고 늘인 기법으로 제작되었다. 마지막으로 D형은 감청색 환옥으로 크기가 중형이고 늘인 기법으로 제작된 구슬이다.
4.2.2. 화학 조성 분석
완형 유리구슬 26점의 조성 분석 결과는 평균값과 표준 편차로 정리하였다(Table 3). 융제 구분에서 거창 정장리 완형 유리구슬은 납바륨유리군 9점과 포타쉬유리군 8점, 소다유리군 9점으로 분류된다(Figure 4(a)). 비파괴 분석에 의한 완형 구슬의 조성 분석은 구슬 편에 대한 한정된 시료 분석에서 얻지 못하는 정보를 제시하는데 유용한 방법으 로 이번 거창 정장리 유적에서 납바륨유리군이 존재한다 는 점을 확인한 것이 가장 큰 성과이다. 따라서 구슬 편과 완형 구슬을 병행하여 분석하는 것이 보다 다양한 정보를 얻을 수 있다는 측면에서 가능한 활용되어야 할 방법이다.
Table 3. The XRF composition analysis result of whole glass beads.
III지구 2호 목곽묘의 벽색 곡옥 1점, 43호 목곽묘의 벽 색 환옥 1점, 95호 목곽묘의 녹색 환옥 1점, 162호 목곽묘 의 벽색 다면옥 1점과 벽색 환옥 1점, 283호 목곽묘의 무색 다면옥 1점, 287호 목곽묘의 무색 다면옥 1점과 무색 환옥 2점에서 확인된 납바륨유리군의 화학 조성은 PbO 14.2∼
34.3%, BaO 4.6∼10.6%의 조성 범위를 보인다. 납바륨유 리군은 안정제인 CaO와 Al2O3 함량의 상대적인 높고 낮음 에 따라 II형과 III형으로 구분된다. III형은 II형에 비해 CaO 함량이 2% 이상으로 Na2O와 MgO 함량도 상대적으 로 높게 나타난다. II형은 III형보다 시기적으로 빠른 것으 로 추정되며 적어도 AD 3C까지 나타나고, III형은 AD 3C 이후에 출현하며 II형이 사라지면서 새롭게 나타나는 조성
으로 확인된다(Kim, 2002). 안정제의 구분에서 벽색의 곡 옥 1점, 다면옥 1점, 환옥 2점은 납바륨유리군 II형, 녹색 환옥 1점과 무색의 다면옥 2점 및 환옥 2점은 납바륨유리 군 III형에 해당하는 것으로 보인다(Figure 4(b)).
III지구 43호 목곽묘에서 출토된 벽색 환옥 3점과 179 호 목곽묘의 벽색 환옥 5점에서 확인된 포타쉬유리군의 화 학 조성은 Na2O 0.1% 미만, K2O 4.0∼11.2% 범위를 보인 다. 안정제 구분에서 벽색 환옥 8점은 모두 포타쉬유리군 I 형에 비하여 상대적으로 Al2O3의 함량이 높은 포타쉬유리 군 II형으로 확인되며, 앞서 분석한 벽색 유리구슬 편의 안 정제 성분과 일치한다(Figure 4(c)).
III지구 134호 목곽묘에서 출토된 감청색 환옥 9점은 모
(a) Na2O and K2O (b) CaO & Al2O3 (Lead Barium glass group)
(c) CaO & Al2O3 (Potash glass group) (d) CaO & Al2O3 (Soda glass group) Figure 4. The graph of chemical composition of whole glass beads; (a) Flux, (b-d) Stabilizer.
두 소다유리군으로 화학 조성은 Na2O 6.1∼10.0 %, K2O 0.17∼1.5 %의 조성 범위를 보인다. 안정제의 구분에서 감 청색 환옥 9점은 LCA-B(Low CaO>Al2O3), LCHA, HCLA, HCA계로 다양하게 나타난다. 이는 앞서 시료 분석한 감청 색 유리구슬 편이 LCA-A, LCHA계인 고알루미나유리로 구분한 것과 비교하여 안정제 성분에서 차이를 보인다 (Figure 4(d)). 이와 같이 시료 분석과 완형 구슬에 대한 비 파괴 분석의 화학 조성의 차이는 표면 풍화에 의한 현상으 로 유리 표면 조성에서 알칼리 성분은 빠져나가고 매장 환 경에 의해서 토양의 SiO2가 유입되어 유리가 토질화되면 서 유리의 외부와 내부의 조성 차이가 나타난다(Kim, 2002). 따라서 고대유리의 정확한 조성은 유리 표면보다 풍화층을 제외한 내부에서 측정되어야 하며 표면에 대한 비파괴 분석은 정확한 유리 조성을 판단하는데 한계가 있 다. 그러나 연구 대상이 문화재인 점을 감안하면 비파괴 분 석 자료도 유리구슬의 조성을 1차적으로 판단하는데 유용 한 기초 자료이므로 이에 대한 올바른 이해와 활용이 필요
하다.
5. 결 론
본 연구는 원삼국시대 목곽묘가 조성된 경상남도 거창 정장리 유적에서 출토된 유리구슬 편 24점과 완형 유리구 슬 26점 등 총 시료 50점에 대하여 형태적 특성 관찰과 화 학 조성을 분석하여 재질 및 특성을 기초로 원삼국시대 변 한지역 목곽묘에서 나타나는 고대유리에 대한 특성을 살 펴보고자 하였다.
유리구슬의 형태적 특성은 다섯 가지 유형으로 구분된 다. 첫 번째 유형은 풍화 상태가 양호하며 소형 크기의 늘 인 기법으로 제작한 감청색과 적갈색 환옥, 두 번째 유형은 풍화 상태가 양호하며 중형 크기의 늘인 기법으로 제작한 감청색 환옥, 세 번째 유형은 표면에서 갈색 풍화가 진행되 었으며 반사전자상에서 수화층이 확인되고 늘인 기법으로 제작한 자색과 벽색 환옥, 네 번째 유형은 풍화가 심하며 표면에서 백색 분말화가 진행되고 구멍(pit)이 발생한 벽색
의 곡옥, 다면옥, 환옥, 그리고 마지막 다섯 번째 유형은 풍 화 상태가 양호하며 표면에서 백색 분말화가 진행되었으 나 구멍(pit)은 발생하지 않은 녹색 환옥과 무색 다면옥 및 환옥이다.
형태적 특성에서 구분한 다섯 가지 유형은 화학 조성 분 석 결과를 통해 첫 번째와 두 번째 유형은 소다유리군, 세 번째 유형은 포타쉬유리군, 네 번째와 다섯 번째 유형은 납 바륨유리군으로 확인된다. 소다유리군은 56%(28점)로 가 장 높은 점유율을 보이며 포타쉬유리군 26%(13점), 납바 륨유리군 18%(9점) 순이다. 안정제 특성은 소다유리군의 경우, 소형 크기의 감청색 환옥은 LCA-A, LCHA계인 고 알루미나유리, 중형 크기의 감청색 환옥은 LCA-B, LCHA, HCLA, HCA계이다. 적갈색 환옥은 HCLA, HCA계이며, 소다 원료 특성에서 LMHK, HMK형으로 적갈색 유리 II 형에 속한다. 포타쉬유리군의 경우, 자색 환옥은 모두 CaO 가 높은 포타쉬유리군 I형, 벽색 환옥은 Al2O3가 높은 포타 쉬유리군 II형으로 구분된다. 납바륨유리군의 경우, 벽색 의 곡옥, 다면옥, 환옥은 납바륨유리군 II형, 녹색 환옥과 무색의 다면옥 및 환옥은 납바륨유리군 III형에 해당하는 것으로 보인다.
이상의 결과를 종합해보면 거창 정장리 유적은 유리구 슬의 형태적 특성에 따라 화학 조성이 변화되는 양상을 보 이며 다양한 화학 조성이 확인되었다. 이를 통해 거창 정장 리 유적의 유리 문화의 흐름을 살펴보면 납바륨유리군 II 형과 포타쉬유리군 I, II형이 나타나는 III지구 2호, 43호, 95호, 179호, 254호 유구는 비교적 선행 시기인 목곽묘 단 계, 소다유리군과 납바륨유리군 III형이 나타나는 III지구 88호, 134호, 283호, 287호 유구는 비교적 후행 시기인 목 곽묘 단계의 유리 문화가 형성된 것으로 추정할 수 있다.
이와 같은 특성은 제한된 시료 개체수에 한정된 결과로 이 유적의 전체적인 특성을 추론하기에는 어려움이 있으나, 이번 연구를 통하여 원삼국시대 변한지역 목곽묘 유적의 유리 문화를 이해할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
사 사
이 논문은 2016년 공주대학교 학술연구지원사업에 의 하여 연구되었으며 2015년 발표한 석사 논문(원삼국 및 삼 국시대 경상도 지역 출토 청색계 유리구슬의 화학 조성과 특징-거창 정장리 유적 출토 구슬류를 중심으로-)을 토대
로 재정리한 결과이다. 또한, 이 연구에 많은 도움을 주신 경남발전연구원 관계자 선생님들에게 이 지면을 빌어 감사 를 드린다.
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