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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.40 No.1 pp.46-55
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2018.40.1.46

Petrological Study and Provenance Estimation on the Stone Materials used in the Woldae of Gwanghwamun, Korea

Sung Chul Park1, Sang Gu Park2, Sung Tae Kim2, Jae Hwan Kim1, Yong-Joo Jwa2*
1National Research Institute of Cultural Heritage, Cultural Heritage Administration, Daejeon, 34122, Korea
2Department of Geology and Research Institute of Natural Sciences, Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
Corresponding author: jwayj@gnu.ac.kr Tel: +82-55-772-1475
November 22, 2018 January 4, 2019 February 20, 2019

Abstract


In this study, we investigated the stone materials used in the Woldae of Kwanghwamun gate to estimate their provenances. The Woldae was partly reconstructed in 2010 using red-colored original stone and greyish new stone. We carried out geological survey in Mt. Bukhan (Bukhansan) and Mt. Surak (Suraksan) to estimate the source of stone, where red-colored granitic rocks are widely distributed. Though the petrographical features of the granitic rocks from the surveyed area are quite similar, there exists a slight variation of magnetic susceptibility and color index of the rocks: the granitic rocks from Mt. Surak have higher value of magnetic susceptibility and clearer reddish feature. A series of evidence, such as historical records, stone cutting traces and petrographical features, for the source of stone materials used in the Woldae tells that Mt. Surak would have been the provenance for the stone materials used in the Woldae. We also conducted a nondestructive test to examine the physical property of the rocks. The original stone shows low compressive strength (147 MPa) due to the weathering, whereas the rock in Mt. Surak has higher compressive strength (244 MPa) capable of being used as building materials. If there were any difficulties to use the granitic rocks in Mt. Surak, some granitic rocks that have similar petrological characteristics, such as Changsu stone and Yeongjung stone from the Pocheon area, could be used as building material instead.



광화문 월대 부재에 대한 암석학적 연구 및 석재공급지 추정

박 성철1, 박 상구2, 김 성태2, 김 재환1, 좌 용주2*
1문화재청 국립문화재연구소, 34122, 대전광역시 유성구 문지로 132
2경상대학교 지질과학과 및 기초과학연구소, 52828, 경상남도 진주시 진주대로 501

초록


본 연구는 광화문 월대로 사용된 석재를 대상으로 암석학적 연구를 활용한 석재공급지를 추정하기 위해 수행되 었다. 월대는 2010년에 일부 구간이 다시 복원된 것으로 원부재인 담홍색 화강암과 신석재인 회백색 화강암이 사용되 었다. 석재공급지 추정을 위해 북한산과 수락산의 지질조사를 수행하였으며 채취한 시료는 모두 담홍색 화강암과 유사 한 특징을 보였다. 전암대자율은 북한산에 비해 수락산의 값이 크고 암석의 색에서 부분적인 차이를 보이지만 수락산이 상대적으로 선명한 담홍색을 띤다. 수락산은 월대에 사용된 원부재와 비슷한 암석기재적 특징, 전암대자율, 역사적 사료 그리고 야외조사 시 발견된 채석흔적 등을 통해 최종 복원용 석재공급지로 판단된다. 물성시험 결과, 월대 원부재는 풍 화로 인해 147 MPa로 다소 낮은 수치를 보이며 석재공급지로 생각되는 수락산은 244 MPa 높은 값을 보여 안정성까 지 확보되어 양질의 석재로 사용 가능하다. 수락산 일대는 주거지역이 일부 포함 되어 있어 행정적인 문제, 자연파괴, 인근 주민 생활권 침해가 발생하여 채석활동은 어렵다. 또 다른 대안으로 QAP조성, 광물조직, 암색 등의 암석학적특징 및 물리적 특성까지 유사한 중-조립질 담홍색화강암의 포천 창수석과 영중석을 제안할 수 있다.



    서 론

    광화문 월대(Fig. 1A)는 서울특별시 종로구 세종로 1-57에 건설된 광화문(사적 제117호)의 앞에 이어진 길이 약 10.4 m, 너비 29.7 m에 달하는 넓은 단(壇) 형태이다. 월대(月臺)란, 궁궐 내 일반적인 건물과는 격이 다른 건물로서 주요 궁중행사를 할 수 있도록 건물 앞에 넓게 마련된 대(臺)라고 할 수 있다(Lee and Son, 2017). 광화문 월대의 제작 시기에 대해서 는 광화문이 1395년(태조 4년)에 경복궁의 정문으로 축조되었다는 것과 달리 명확한 기록이 남아 있지 않아 다소 불분명하다. 세종실록(세종 13년 4월 18일) 에서 “광화문 문 밖에 섬돌이 없어 누추하니 계체(階) 와 둘레를 쌓아야 한다”는 등의 사료적인 건의 내용 은 있었으나 광화문과 동시기에 만들어진 것은 아닌 것으로 알려졌으며, 이전까지 이후 필요에 의해 추가 된 구조물로 의견을 모으고 있었다. 하지만 문화재청 에서 발간한 광화문 중건보고서(CHA, 2011)에 따르 면 월대의 발굴조사 결과 조선 전기 태조 연간의 광 화문지, 월대 등이 확인된 것으로 보고한 바 있으며, 월대의 최초 제작 시기는 사료적인 면밀한 검토가 필요하다.

    월대가 제작된 이후 파괴나 훼손에 대한 문서기록 역시 남은 기록이 거의 없어 찾아보기 힘들다. 여기 서 월대가 광화문의 변천사에 영향을 받았을 것이라 가정했을 때 두 번의 직접적인 파괴가 발생할 수 있 는 사건이 있다. 바로 임진왜란(1592년)과 조선총독 부청사 정문의 신축(1926년)이다. 전자의 경우 광화 문의 중건이 1865년에 이루어졌으며 조선고적도보의 경복궁배치도에 광화문 월대를 나타낸 것을 보면 당 시에 월대가 형태를 갖추고 있었음을 알 수 있다. 후 자는 청사 정문의 신축 년도(1926년)를 고려하기 전 1915년 개최된 조선물산공진회의 전경도에서 광화문 정면 월대 대신 다른 구조물이 세워진 것으로 묘사 되었으며, 최소 1915년 이전 월대가 파괴된 것으로 생각된다. 결과적으로 고종 2년(1865)년, 광화문이 중 건되었을 시기를 월대의 최종 정비(혹은 복원) 시점 으로 보고자 한다.

    현재 남아 있는 광화문 월대는 2010년에 복원된 것으로 사료적 해석을 통해 전체 52 m 중 일부의 형 태로 완성된 상태이다. 결국 불완전한 형태로 남아 있는 현재 모습은 역사적 의미를 반감 시킬 우려가 있으며, 민족문화의 계승 차원에서 문화재 보존을 위 한 향후 보수 정비가 필요하다. 또한 이와 더불어 다 양한 연구를 통해 대비할 필요성이 있다. 광화문 월 대의 경우 상당한 부재들이 없는 상황이기 때문에 재질 특성 및 원산지 규명과 같은 사전 연구는 필수 적이다. 석조문화재 분야에서 암석에 대한 지질학적 연구로 재질을 규명한 후 동질의 암석을 탐색하여 보수에 사용할 수 있는 원산지 추정의 연구는 이미 국내외로 활발히 진행되어 왔다(Uchida et al, 1998;Jwa et al, 2000, Capedri and Venturelli, 2005;Š tastná, et al, 2009;Moon et al, 2014;Park et al, 2017, 2018). 광화문 월대와 같이 전체적으로 파괴된 상황에서 본래의 석재가 어떤 것인지 추정하기는 어 렵다. 다행히 월대 중건 당시에 만들어진 것으로 보 이는 월대 동자석 1주가 경복궁 인근 녹산에서 발견 되어 2010년 월대 복원에 석재 기준점으로 활용할 수 있었다(CHA, 2011).

    이제 광화문 월대는 문화재청과 서울시의 협력으로 역사문화광장이 조성됨에 따라 전체 구간의 복원이 이루어질 전망이다. 이 과정에서 대량의 석재가 필요 한 것은 당연한 일이며 월대의 본래 가치를 살리기 위해서는 조선시대에 사용했던 석재의 공급지를 찾고 그곳의 암석을 조달하는 것이 적절할 것이다. 따라서 이번 연구의 목적은 월대 부재에 대한 암석학적 연구 및 주변지역의 지질조사를 통해 당시의 석재공급지를 추정하는 것이며 추가적으로 물성시험을 실시하여 최 종적으로 사용가능한 석재의 재질을 평가하고자 한다.

    연구방법

    연구대상인 광화문 월대는 훼손이 불가하기 때문에 육안 및 확대경으로 각 부재의 표면을 관찰하고 광 물의 크기나 분포 등의 기재적인 특징을 파악하였다. 또한 비파괴분석 장비인 휴대용 전암대자율 측정기 (ZH Instruments社 SM30)를 이용해 부재에 대한 전 암대자율을 측정하였고, 부재의 물성을 파악하기 위 해 초음파속도를 측정하고 슈미트해머(Rock type)의 반발경도를 이용해 일축압축강도를 추정하였다.

    월대의 석재 공급지를 추정하기 위해 월대의 조사 결과와 Jo and Lee (2015)에서 보고한 서울화강암의 특징을 참고하여 지질조사를 수행하였으며 연구를 위 한 암석시료 채취 및 초음파속도와 슈미트해머의 반 발경도를 측정하였다. 채취한 암석은 박편을 제작하 여 편광현미경으로 광물의 조직 관찰을 하였고 X-선 회절분석(Bruker社 D8 ADVANCE)으로 광물의 조성 을 파악하였다.

    지질배경

    광화문 소재지인 서울 일대는 주로 선캠브리아기의 편마암류와 이를 관입한 중생대 화성암류, 그리고 이 들을 부정합으로 덮는 제4기 충적층이 분포한다(Fig. 2). 이 지역에 분포하는 화강암은 서울 부근에 분포 하는 저반의 일부로, 서울화강암이라 명명되었다(Hong et al, 1982). 서울화강암은 서울-의정부-동두천-포천- 기산으로 이어지는 남북방향의 화강암질 저반의 남쪽 부분에 해당한다. 선캠브리아기의 호상편마암을 관입 하는데 접촉경계가 뚜렷이 구분된다. 서울화강암은 조립질의 흑운모화강암으로 등립질이다. 주성분광물 로는 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 등이 나타나며, 그 외에 저어콘, 인회석, 불투명광물을 포함한다(Lee et al, 1999). 또한 서울화강암은 우백질, 담홍색 및 진홍색 화강암으로 분류되며 담홍색 화강암의 경우 전체적으로 분포하지만 남산 북사면에서 수락산불암 산의 북동방향으로 갈수록 알칼리장석의 선명도와 전 암대자율 값이 증가하는 경향을 나타낸다. 티탄철석 계열의 우백질화강암은 서울화강암과 주변 편마암류 의 경계부에 주로 산출된다(Jo and Lee, 2015).

    월대 부재 암석기재적 특징

    현재 광화문 월대에는 회백색의 석재들이 주로 사 용된 상태이며, 그 사이에 담홍색의 동자석 1주가 혼 재되어 있다(Fig. 1B). 담홍색 동자석은 경복궁 녹산 에서 발견된 조선시대의 원부재로 파손된 흔적이나 풍화로 인한 균열 등이 관찰된다. 회백색의 석재는 전반적으로 풍화나 파손된 흔적이 없어 복원 시 사 용한 신석재라 할 수 있다. 2011년에 문화재청에서 발간한 경복궁 광화문권역 중건보고서(CHA, 2011)에 기술된 내용에 따르면 월대의 원부재는 중립질의 담 홍색이고 복원 정비에 사용된 새로운 부재인 신석재 는 세립-중립질의 회백색으로 대부분 포천석을 사용 한 것으로 보고되어 있다.

    먼저 원부재는 중립질의 담홍색 흑운모화강암이다. 석영은 보통 투명한 회색을 보이지만 입자 주변의 알칼리장석으로 인해 옅은 홍색을 띠기도 하며 약 1- 3 mm 크기로 관찰된다. 장석은 백색의 사장석과 담 홍색의 알칼리장석으로 구분되는데, 사장석이 석영과 비슷한 크기를 보이지만 알칼리장석은 반자형에 7- 8mm에 정도의 크기까지 관찰되기도 한다. 흑색에 광택을 보이는 흑운모는 반자형-자형에 1 mm 내외로 관찰된다. 육안관찰 상 알칼리장석의 양적 비율이 우 세하며 입자가 큰 알칼리장석에는 미세한 균열이 발 달하였으며 흑운모나 기타 광물을 포함하기도 한다 (Fig. 1C).

    신석재는 세립-중립질의 회백색 흑운모화강암이다. 석영과 백색의 장석류, 흑운모로 이루어져 있다. 석 영은 타형에 2 mm 이내의 크기를 가진다. 백색을 띄 는 장석류는 대체로 중립질이며, 사장석은 2-3 mm 내외의 크기에 반자형-타형으로 관찰된다. 알칼리장 석은 사장석과 비슷한 크기로 나타나며 사장석보다 적은 비율로 관찰된다. 흑운모는 자형에서 반자형으 로 2 mm 이하로 다양한 크기를 보이며 석영이나 장 석에 포함되어 나타나기도 한다(Fig. 1D).

    주변 산지 암석기재적 특징

    월대에 사용된 석재의 공급지 추정을 위해 서울 일대의 산지를 대상으로 지질조사를 수행하였으며, 광범위한 지역적 특징을 벗어나기 위해 조사지점은 Jo and Lee (2015)에서 수행한 서울화강암의 연구 결 과를 참고하여 범위를 줄여 나갔다. 선정된 지점은 북한산과 수락산으로 각각 담홍색을 띄는 화강암 산 지 중 광화문과 인접하여 석재의 운반이 용이한 지 형학적 인접성, 조선 후기 채석한 기록을 가지고 있 는 것이 특징이다.

    BH01 (Mt. Bukhan, N37 37.590 E127 00.548)

    BH01은 중립질인 옅은 담홍색의 흑운모화강암이다. 전반적으로 투명한 석영과 백색 및 담홍색의 장석류, 일부 산화되어 붉게 변색된 흑운모로 이루어져 있다. 현미경 관찰 결과, 석영은 1-3 mm까지 다양한 크기 로 관찰되며 파동소광이 나타난다. 장석 중 담홍색을 띄는 알칼리장석은 반자형으로 최대 4-5 mm에 달하 는 입자크기를 가지고 있으며, 발달정도가 미약한 미 사장석과 용리가 관찰된다 사장석은 1-3 mm의 크기 에 대체로 자형으로 나타나며 알바이트 쌍정이 우세 하며 부분적으로 누대구조가 관찰되기도 한다. 또한 입자 내부가 변질되거나 가장자리에서 국부적으로 미 르메카이트가 발달한 것을 관찰할 수 있다. 흑운모는 1 mm 내외의 타형에서 반자형으로 갈색에서 녹갈색 의 다색성을 보이지만 녹니석화된 경우가 많다. 백운 모는 대체로 타형의 2차 광물로 나타나고 있으며, 부 분적으로 반자형-자형의 입자가 흑운모와 유사한 크 기로 나타나고 있지만 마그마에서 정출된 광물인지는 불분명하기 때문에 추가 분석이 필요하다. BH01은 주변 산지 중 백운모의 함량이 가장 높다. 그 외 불 투명광물은 주로 흑운모와 같이 나타나는 경우가 많 으며 작은 입자들이 군집된 형태로도 나타난다(Fig. 3A-3C). X-선 회절분석 결과 석영, 사장석, 알칼리장 석, 흑운모 및 백운모, 녹니석이 검출되었으며 육안 및 현미경 관찰 결과와 상응한다(Fig. 4). 모드분석 결과 석영 33.1%, 알칼리장석 41.9%, 사장석 25.1% 로 몬조화강암(monzo-granite) 영역에 도시되었다 (Fig. 5 & Table 1).

    SL01 (Mt. Surak), N37 40.114 E127 04.179)

    SL01은 옅은 담홍색을 띠는 중립질의 흑운모화강 암이다. 구성광물은 BH01과 유사하지만 흑운모의 산 화 정도는 낮다. 현미경 관찰 결과 석영은 최대 4mm의 타형입자에 BH01에 비해 파동소광이 잘 발 달하였으며, 알칼리장석은 2-5 mm 정도 크기의 타형 -반자형 입자로 BH01보다 미사장석과 용리가 잘 관 찰된다. 사장석은 2 mm 내외의 반자형 입자에 알바 이트 쌍정이 흔히 관찰되며 견운모화된 입자도 다수 나타난다. BH01과 마찬가지로 가장자리에 미르메카 이트가 발달한 입자가 일부 관찰된다. 흑운모는 주로 1 mm 이내의 타형-반자형 입자로 갈색과 녹갈색의 다색성을 보이는데 일부 입자에서는 석영과 불투명광 물을 포함하기도 한다. 그러나 변질된 경우가 일반적 이며 사장석과의 접촉면에서 미정질의 장석을 포함하 는 불규칙한 경계를 보이기도 한다. 백운모는 대체로 타형 입자가 장석에 포함되어 나타나지만 드물게 반 자형-자형의 입자가 관찰되기도 한다. 그 외 소량의 불투명광물이 관찰된다(Fig. 3D-3F). X-선 회절분석 결과는 현미경 관찰 결과와 상응하며(Fig. 4) 석영 37.3%, 알칼리장석 38.3%, 사장석 24.4%의 모드조성 으로 몬조화강암(monzo-granite) 영역에 도시되었다 (Fig. 5 & Table 1).

    SL02 (Mt. Surak, N37 40.237 E127 04.230)

    SL02는 담홍색을 띠는 중립질의 흑운모 화강암이 다. 주 구성광물은 이전의 두 암석과 비슷하나 알칼 리장석의 담홍색 정도가 확연하다. 현미경 관찰 결과 석영은 주로 2-3 mm 내외의 타형 입자에 SL01과 비 슷한 정도의 파동소광이 나타난다. 알칼리장석은 최 대 6 mm 까지의 타형-반자형 입자로, 용리와 퍼사이 트가 관찰되며 다른 주변 산지 암석보다 미사장석이 잘 발달하였다. 사장석은 3 mm 이하의 반자형으로 알바이트 쌍정이 관찰되며 입자 내부의 견운모화가 현저하다. BH01과 비슷한 정도로 미르메카이트가 발 달하였다. 흑운모는 1 mm 내외의 반자형-타형 입자 에 변질되어 녹니석화된 입자가 있으며 불투명광물을 수반하거나 중립질의 장석 내부에 포함되어 나타난다. 백운모는 장석류에 포함된 경우에는 타형을 주로 보 이며 다른 광물 사이에서 단독으로 나타나는 경우 자형을 보이지만 다른 암석에 비해 전체적인 함량은 적은 편이다(Fig. 3G-3I). X-선 회절분석 결과는 현미 경 관찰 결과와 상응하며(Fig. 4)모드분석 결과 석영 43.7%, 알칼리장석 32.4%, 사장석 23.9%로 몬조화강 암(monzo-granite) 영역에 도시되었다(Fig. 5 & Table 1).

    비파괴분석 및 물성시험

    전암대자율

    전암대자율은 월대의 각 부재와 노두의 평탄한 면에 서 측정하였으며 단위는 10−3 SI unit (이하 단위 동일) 이다. 전암대자율은 일본화강암의 연구로 자철석-티탄 철석 계열 화강암을 분류한 Ishihara (1977)의 연구 이 후 화강암류의 연구에 주로 사용되었으며, 현장에서 육 안으로 확인하기 힘든 데이터를 획득할 수 있고 손쉽게 사용할 수 있기 때문에 국내외에서 석조문화재 분야에 널리 사용되고 있다(Uchida et al, 1998;Jwa et al, 2000;Lee et al, 2007;Š tastná et al, 2009;Jo and Lee, 2015).

    월대 원부재의 전암대자율 측정 결과 4.21-6.05(평 균 5.28), 신석재는 4.83-10.91(평균 8.40)의 분포로 신석재가 원부재보다 상대적으로 높은 경향을 보인다. 주변 산지의 경우 BH01은 1.44-3.63(평균 2.68)으로 가장 낮은 값을 보이며 수락산(SL01 & SL02)에서 3.85-6.96(평균 5.03)로 북한산(BH01)에 비해 높은 값 을 가진다(Fig. 6 & Table 2).

    초음파속도

    초음파속도는 암석(매질)의 탄성계수와 물성 등에 영향을 받는데 초음파탐사법은 이러한 초음파의 특성 을 이용해 석조문화재의 안정성 평가가 가능하며, 신 선암의 초음파속도와 풍화된 암석의 속도 차이를 이 용하는 Iliev (1966)의 풍화등급 산정식을 주로 사용 한다(Lee, 2012). 측정에 사용한 장비는 PROCEQ社 Pundit Plus이며, 월대의 외형요소를 고려하여 간접전 달방식으로 측정하였다. 그리고 탐촉자의 첨단에 고 무찰흙을 부착하여 암석과의 접촉매질로 사용하였다. 측정은 각 부재에서 가로 방향으로 15 cm 간격의 격 자를 만들고 전면에 걸쳐 측정하였다. 간접법으로 측 정된 초음파속도는 간접법-직접법의 초음파속도 상관 관계식에 의해 보정계수 1.52를 적용하여 직접전달방 식의 속도로 환산하였다.

    초음파 측정결과, 원부재는 1,832-2,303 ms−1 (평균 2,050 ms−1 )의 범위로 측정된 반면 신부재의 경우 2,727-3,801 ms−1 (평균 3,158 ms−1 )로 구부재에 비해 다소 높게 측정되었다. 원부재와 암석기재적인 특징 이 유사한 북한산과 수락산에 분포하는 암석에 대해 초음파 속도 측정한 결과, 북한산의 경우 2,372- 3,294 ms−1 (평균 2,702 ms−1 ), 수락산은 2,727-4,182 ms−1 (평균 3,371 ms−1 )의 범위를 가지며 북한산에 비 해 다소 높게 측정되었다(Fig. 7 & Table 2).

    슈미트해머 반발경도

    슈미트해머 반발경도법은 암석 표면의 경도를 측정 하여 암석의 압축강도로 환산하는 방법으로 본래 콘 크리트의 강도 측정을 위해 개발되었으나 측정의 편 의성으로 암석의 강도 측정에도 사용되었다(Lee and Lee, 1995). 측정에 사용된 장비는 EUROSIT社의 Geohammer이며 암반용 L-type이다. 슈미트해머의 타 격점은 충전물이나 암석파편 등 이물질이 없는 편평 한 면을 대상으로 하였으며 일정한 범위 내에서 수 평 또는 수직으로 10회 이상 측정하였다. 측정값의 평균을 대표로 하여 측정방향에 따른 보정 후 일축 압축강도를 추정하였다. 일축압축강도의 환산은 Eom (2007)의 연구에서 제시하는 4개의 식(ISRM, ASTM, Poole and Farmer, Hucka)에 타격값을 대입 후 전체 평균을 구하였다. 타격값의 환산에 앞서 앤빌(anvil) 의 타격값을 이용해 기기 자체의 보정을 실시하였으 며 산출된 보정계수는 1.153이다. 보정계수를 적용한 후 산출된 일축압축강도는 Table 3과 같이 정리하였다.

    측정결과 월대 원부재의 경우 147 MPa, 신석재는 178MPa로 측정 되었으며 신석재에서 다소 높게 나 타나고 있다. 채석산지로 추정되는 북한산과 수락산 의 경우 북한산 암체에서는 대체로 218 MPa, 수락산 에서는 대체로 244 MPa로 측정되었다. 추정 채석산 지에서의 측정은 넓고 깊은 암반의 신선한 암석을 대상으로 측정하였기 때문에 대체로 높은 측정값을 보이고 있으며 그중 수락산 암체에서는 다소 높은 값을 보이고 있다.

    토의 및 결론

    월대의 제작에 사용된 석재의 공급지 추정은 야외 조사지점을 선정하기 위해 기존 사료와 문화재청 보 고서의 월대 조사 결과 및 Jo and Lee (2015)의 연 구를 참고로 하였으며, 그 결과 담홍색화강암의 분포 지점 중 북한산과 수락산으로 선정하여 중점적으로 조사를 실시했다. 북한산은 광화문과 인접하여 석재 의 공급이 용이한 지형학적 인접성을 가지고 있고 수락산은 조선 후기 채석산지로 알려져 있다. 이와 더불어 기존 연구를 통해 두 지역 모두의 전암대자 율 측정값(북한산 평균 2.68, 수락산 평균 5.03) 또한 월대 원부재와 근접하거나 유사하다는 점이 특징이다.

    주변 산지 시료의 현미경관찰 결과를 살펴보면 서 로 동일한 광물조성에 비슷한 크기를 보이며 나타나 는 조직 역시 크게 다르지 않아 기재적인 특징으로 세 지역에 대한 명확한 구분은 어렵다. 또한 주변 산 지 암석의 슬랩에서 관찰할 수 있는 특징이 원부재 와 비슷해 광물입자 크기에서 다소 크고 작음이 있 으나 전반적으로 유사한 암석이라 생각된다. 그렇기 때문에 월대 부재의 석재공급지를 추정하기 위해서는 기본적인 광물조성이나 특징 외의 요소인 전암대자율 과 암석(또는 알칼리장석)의 색을 고려해볼 필요가 있다. 우선 전암대자율 결과를 보면 월대 원부재 (4.21-6.05, 평균 5.28)의 값에 비해 BH01(1.44-3.63, 평균 2.68)은 대체로 낮은 값을 나타내지만 수락산 SL01과 SL02(3.85-6.96, 평균 5.03)은 중복되는 분포 를 보인다(Table 2). 암색의 경우 월대에 사용된 원부 재는 육안으로 선명한 담홍색을 보이며 북한산 BH01 은 옅은 담홍색을, 수락산은 SL01이 상대적으로 더 옅은 담홍색을 보이고 있다. 이에 반해 SL02의 경우 대체로 월대와 비슷한 정도의 색상을 띈다(Fig. 3). 암색은 주변 환경과 풍화 상태에 따라 육안관찰의 한계를 가지고 있으나, 미적관점을 포괄하기 위해 상 대적으로 더 많은 유사성을 가지고 있는 암석을 선 택하였다. 따라서 월대 원부재와 수락산(SL02) 연구 결과에서 나타난 유사성을 통해 수락산의 암석을 채 취해 월대 제작에 사용했을 것으로 생각된다. 또한 기존연구에서 밝혀졌듯이 과거 수락산 일대(노원 지 역)가 조선 후기의 채석장이었다는 사실과 실제 수락 산 자락에서 발견된 옛 방식의 채석흔적인 쐐기자국 (Fig. 3A & 3G)들이 이를 뒷받침한다.

    다음으로 월대 부재의 상태를 파악하고 추정된 석 재공급지의 암석이 양질의 석재로 충분히 사용 가능 한지 평가하기 위해 비파괴분석을 이용한 물성시험을 수행하였다. 먼저 초음파속도의 측정 결과 원부재가 전반적으로 낮은 속도를 보이는 것은 만들어진 후 외부에 지속적으로 노출되어 풍화가 진행되었기 때문 으로 생각된다. 이와 달리 신석재는 광화문 복원 기 간(2006년-2010년) 동안 신선한 암석을 가공하여 만 들었기 때문에 신선한 화강암의 초음파속도(3118- 5380ms−1 ; Lee et al., 2012)에 부합하는 값을 보인다. 주변 산지 암석의 경우 북한산에서 신선암 속도의 하한에 걸친 다소 낮은 속도를 보이지만 수락산은 신선한 화강암의 속도에 포함되는 속도를 보인다 (Table 2). 초음파속도와 동일하게 슈미트해머 반발경 도로 추정한 일축압축강도 역시 신석재가 원부재의 값보다 높은 값을 보인다. 북한산과 수락산의 결과에 서도 수락산이 244MPa로 북한산(218MPa)보다 상 대적으로 높은 값을 보인다(Table 3). 초음파속도와 슈미트해머의 결과를 볼 때 수락산 일대의 암석은 풍화정도가 적은 비교적 신선한 석재로 판단되어 월 대 복원에 필요한 석재로 충분히 사용 가능할 것으 로 사료된다.

    종합적으로 볼 때 본 연구를 통해 추정된 석재공 급지의 석재를 채취해 사용하는 것이 석조문화재의 시각적 동질성 확보와 역사적 의미를 되새긴다는 측 면에서 유리하다. 하지만 북한산은 국립공원으로 지 정되어있으며 수락산은 실제 거주중인 관계지역 인접 주민들의 생활권을 침해 및 다량의 석재 채취로 인 한 녹지 훼손이 불가피하기 때문에 두 지역 모두 행 정적인 문제가 수반되어 채석활동 자체가 어렵다. 이 러한 근본적인 문제를 탈피하기 위해서라도 대체석의 또 다른 공급 수단이 마련될 필요가 있다.

    한편, 1991년 대한광업진흥공사(현 한국광물자원공 사)에서 수행한 경복궁 석재재질 분석시험 보고서 (CHA, 1991)에 의하면, 경복궁 발굴시료A는 중-조립 질의 담홍색화강암으로 QAP 모드조성은 석영 38%, 알칼리장석 36.3%, 사장석 25.7%으로 몬조화강암 (monzo-granite)영역에 도시된다. 또한 발굴시료A와 광물암석학적, 지화학적, 물리적 특징이 유사한 암석 을 중-조립질의 담홍색화강암인 포천 창수석과 영중 석이라 제안했으며 발굴시료A와 매우 유사한 모드조 성을 가지는 것으로 보고했다(Fig. 5). 결과적으로 본 연구의 주변 산지 암석과 비교를 통해 광물조성, 조 직, 암색 등 암석기재적 특징이 중점적으로 유사하여 두 암석이 월대 석재로 사용될 경우 시각적으로 크 게 이질적이지 않아 전체적인 동질성 확보에는 문제 가 없을 것으로 판단된다.

    비록 경복궁의 발굴시료와 월대 원부재의 연관성에 대한 사료적인 명확한 연결고리는 아쉬움이 남지만 최종적으로 경복궁과 월대(광화문) 모두 조선시대, 특 히 고종 후기에 이루어진 경복궁의 마지막 중건과 관계가 있을 것으로 생각된다. 특히 본 연구를 통해 과거 어디서 석재를 공급했는지에 관한 충분한 개연 성이 있는 자료를 완성하게 된 좋은 계기가 되었다. 또한 이뿐만 아니라 관련 절차와 환경보호로 채석이 곤란 상황이 발생하게 된다면 포천의 석재를 대체 석재로 사용 가능하다는 것을 분명히 알릴 수 있어 그것 역시 월대 복원을 위한 석재공급지의 대안이 될 수 있을 것으로 사료된다. 마지막으로 본 연구는 향후 진행될 복원 정비 사업의 기초적인 자료로서 활용될 수 있는 자료로 기대된다.

    사 사

    논문에 대한 건설적인 비평을 해 주신 세 분의 심 사위원들께 감사드린다.

    Figure

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    Appearance of the Woldae (A & B) and lithological feature of the stone materials (C, original stone; D, new stone).

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    Geological map of the northern part of Seoul and sample location.

    JKESS-40-1-46_F3.gif

    Photographs of the outcrops (left), slabs (center), and microphotographs under crossed nicol (right) for three sampling locations - BH01(A-C) in the Mt. Bukhan, SL01(D-F) and SL02(G-I) in the Mt. Surak. Photographs A and G show the stonecutting traces. (A-f, alkali feldspar; Bt, biotite; Chl, chlorite; Mus, muscovite; Pl, plagioclase; Qz, quartz).

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    X-ray powder diffraction patterns of the country rocks (A, alkali feldspar; B, biotite; C, chlorite; M, magnetite; P, plagioclase, Q, quartz).

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    QAP diagram of the rocks from Mt. Bukhan and Mt. Surak, and rock samples of CHA (1991).

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    Magnetic susceptibility of stone materials of the Woldae and the country rocks.

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    Ultrasonic velocity for stone materials of the Woldae and the country rocks.

    Table

    Modal composition of the rock samples of CHA (1991) and the country rocks in this study (Vol%)

    Magnetic susceptibility and ultrasonic velocity of stone materials used in the Woldae and the country rocks

    Average Q-value and compressive strength of the Woldae and country rocks

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