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경주 남리사지에 사용된 석재의 암석학적 특성과 원산지 해석
이찬희,정연삼,정민호,이명성,김영택 공주대학교 문화재보존과학연구소 2004 문화재과학기술 Vol.3 No.1
이 연구는 경주 남리사지에 이용된 석재를 대상으로 암석의 성인적 분류, 광물 및 지구화학적 특성을 검토하여 석재의 기원지 추정과 고고지질학적 의미를 해석한 것이다. 남리사지에서 출토된 암석은 5종의 화강암질암 (알카리 화강암, 흑운모 화강암, 미문상 화강암, 등립질 화강암, 홍장석 화강암), 세립질 퇴적암 (셰일, 미사암), 호온펠스, 옹회암질암, 염기성 맥암 등이 있다. 이 중에서 서탑에 이용된 암석은 유백색의 중립질 알카리 화강암과 담홍색의 흑운모 화강암이 주류를 이룬다. 각 석재들의 대자율 값은 흑운모 화강암이 4.94~7.59 (평균 6.47)로서 제일 높았으며 미문상 화강암이 0.86~1.54 (평균 1.13)로 제일 낮았다. 알카리 화강암은 3.51, 홍장석 화강암이 5.88, 등립질 화강암이 4.89로서 분화경로와 산출상태에 따라 조금씩 다른 값을 보였다. 이 화강암류는 화학조성으로 볼 때, 거의 동일한 마그마 기원의 칼크-알카리 계열 화강암 영역에 해당된다. 이 석재의 화학적 풍화지수와 풍화 잠재지수는 각각 49.87~61.64와 4.12~8.46 범위로서, 현재 암석이 화학적 풍화작용이 왕성하게 발생하는 정도는 아니나 풍화잠재력은 매우 높은 것으로 나타났다. 이 화강암질암의 암석학적 및 지구화학적 특징으로 볼 때, 이들의 성인적 유형은 남산 일대에 분포하는 화강암과 동일하다. 따라서 남리사지의 석조문화재 건축에 사용된 석재는 현지에서 재료를 구하고 현장에서 제작한 자급자족형 석재와 수계의 상류지역에서 도입된 외래형 석재가 공준하고 있는 것으로 해석된다. 자급형 석재가 현지의 원료를 이용한 것은 확실하나 어느 지역에서 채석하여 어디서 가공을 하였는지는 불분명하다. Rock properties around the Namri temple site was studied source area and archaeogeological interpretations based on petrology, mineralogy and geochemistry. Excavated rocks from the area composed of granitic rocks (alkali granite, biotite granite, micrographic granite, eqigranular granite, pink feldspar granite), fine grained sedimentary rocks (shale and siltstone), hornfels, tuffaceous and basic dyke rocks. Almost rock materials of the west pagoda made of white medium grained alkali granite and biotite granite. As the magnetic susceptibility (MS), biotite granite ranges from 4.94 to 7.59 (mean 6.47), and micrographic granite is lowest value of 0.86 to 1.54 (mean 1.13). The mean MS values revealed that alkali granite = 3.51, pink feldspar granite = 5.88, eqigranular granite = 4.89, which are little variatins because of differentiation process and field occurrences. In the geochemical data, the granitic rocks represent a comagmatic calc-alkali series granite. The values of WPI and CIA for rock properties from the Namri temple site range from 49.87 to 61.64 and 4.12 to 8.46, respectively, which values don't going active weathering right now, but weathering potential represents very high. On the basis of petrology and geochemistry of the rock properties from the Namri temple site, the genetic types are the similar as those of the Namsan granite. Therefore, the using rocks of the Namri temple site suggested that domestic type rock properties getting material in the actual place and making in situ, and foreign type rock properties getting from the upstream area are coexisted. Domestic types are sure of making the actual place material, but unclear where is a quarry and working.
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이찬희,정연삼,김지영,이정은 한국문화재보존과학회 2005 보존과학회지 Vol.17 No.-
용암사 마애불의 구성재질은 기계적 및 화학적 풍화작용을 받은 반상흑운모화강암이다. 이 마애불의 모암과 주변의 기반암에는 수직에 가까운 경사와 의 주향을 갖는 불연속면이 산재한다. 또한 다른 절리계와 이를 사교하는 절리계가 발달되어 있어 암반의 구조적 불안정을 초래하고 있다. 이 암반의 토압과 편압력은 마애불 전신으로 향해있으며 암반상부에서는 불연속면의 이격을 따라 전도파괴, 평면파괴 및 쐐기파괴의 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 마애불의 구조적 안정을 위한 지반공학적 보강방법이 강구되어야 할 것이다. 한편 마애불이 선각된 암반 사면의 표면과 공극에는 무기물 및 지의류와 선태류의 오염이 심각하며, 절리대는 토양화의 진행에 의하여 잡초와 수근이 암석의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있다. 이와 같은 이차적 훼손과 불연속면에 서식하는 식생을 제거하기 위한 생화학적 처리도 필요하다. Host rock or the standing sculptured Buddha in the Yongamsa temple is macular porphyritic biotite granite, which has gone through mechanical and chemical weathering. The rock around the Buddha statue is busily scattered with steep inclinations that are almost vertically discontinuous planes with the strikes of . Especially the development of the joints that cross the major joints causes the structural instability of the rock. The rock of the Buddha statue is separated into several rock blocks because of many different discontinuity. Thus it is estimated that the bed rock has not only plane and toppling failure but also wedge failure in all the sides. Since the differential pressure is imposed on the body of the Buddha in the host rock, it is urgent to give a reinforce treatment of geotechnical engineering for the safe of its structural stability. Very contact area of joints have turned into soil, which promotes the growth of weeds and plant roots, then aggravates the mechanical weathering of the rock. Thus conservational treatments should also be considered to get rid of secondary contaminants and vegetation along the discontinuities and to prevent further damages.
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하남시 춘궁동 오층석탑의 암석학적 및 보존과학적 훼손도 평가
이찬희,서만철,채상정,정연삼,이효민 대한자원환경지질학회 2004 자원환경지질 Vol.37 No.2
춘궁동 오층석탑(보물 제12호)의 암석학적 풍화와 훼손도를 진단하였다. 이 석탑의 정면은 N30$^{\circ}$W를 향하고 있으며, 구성암석은 안구상 편마암과 흑운모 화강암이다. 석탑을 이루는 암석은 박리와 변색이 심하고, 조암광물은 화학적 및 광물학적 풍화에 의하여 점토광물로 변질되어 있다. 석탑의 표면과 부재사이에는 지의류와 이끼류의 모근 및 포자류가 기생하고 있으며, 하단부는 이미 고등식물이 천이하고 있다. 따라서 석탑의 표면에 피복된 지의류와 불연속면에 서식하고 있는 잡초를 제거하기 위한 생화학적 처리가 요구된다. 이 석탑의 구조적 안정을 위해서는 부재사이에 틈이 없도록 재조립을 해야 하며, 삽입한 철편도 제거한 후에 석조문화재 보강용 충전제를 이용한 보존처리가 필요하다. 또한 석탑에 미치는 지면의 습도를 저감하기 위한 차수층의 설치도 고려되어야 할 것이다. The Chungung-dong 5-storied pagoda (Treasure No. 12) in the nnm, Korea was studied on the basis of petrological weathering and deterioration diagnosis. Frontal part of the pagoda is looked out on the N30$^{\circ}$W. Constitution rocks of this pagoda show augen gneiss and biotite granite. Host rock of the pagoda was highly exfoliation and discoloration, therefore most rock-forming minerals were altered to the clay minerals due to the mineralogical and chemical weathering. Open cavity and rock surface occur partly green and black patchs because of contamination by algae, lichen and moss, and the lower part of the pagoda is transition to the some weeds. This biological problems are need for cleaning and chemical treatments. For the structural stability, the pagoda is rebuilt without open gap between the each rock materials. All iron plates eliminate from the difference gap of the rock materials, and properly conservation treatments need to be repaired petro-filler for stone cultural properties and water curtain for the humidity attenuation of the ground.
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