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ISSN : 1225-309X(Print)
ISSN : 2288-7172(Online)
Journal of the mineralogical society of korea Vol.31 No.1 pp.23-32
DOI : https://doi.org/10.9727/jmsk.2018.31.1.23

Mineralogical Characteristic Changes of Noerok Occurred from Noeseong Mountain, a Raw Material for Pigment, Depending on its Firing Process

Jang Jon Lee1, Jae Hwan Kim2, Min Su Han3*
1Division of Conservation Science, National Research Institute of Cultural Heritage
2Division of Natural Science, National Research Institute of Cultural Heritage
3Department of Heritage Conservation and Restoration, Korea National University of Cultural Heritage, Buyeo 33315, Korea
Corresponding author: +82-41-830-7381, dormer@nuch.ac.kr
March 6, 2018 March 15, 2018 March 28, 2018

Abstract


Noerok ia a green pigment used in Joseon dynasty, and its main usage was for forming foundation layers of Dancheong, the ornamental paintings on the surface of traditional buildings in Korea, such as the Daeung-jeon(main hall) of Bulguk-sa temple. In this research, we investigated the mineralogical characteristic changes of Noerok, a traditional Korean pigment, depending on its firing temperature. The Noerok that we experimented on was mined from Noeseong Mountain, Pohang where it is locally reserved. The major composition mineral is Celadonite, and the main constituent elements are Fe, Si, K and Mg, that refers to the existence of Fe-rich mica. As a result of phased firing experiment from 105°C to 1000°C, the color was changed from green to pale green, then to brown, and finally to red in order. In the thermal analysis, endothermic reaction induced by the dehydration of crystalline water was confirmed at around 616°C. In the mineralogical change, the crystal surface [(111) and (021)] of the mineral collapsed at temperatures above 600°C, and iron oxide was formed at 1000°C or higher. Therefore, it is estimated that the crystallization temperature of Noerok is below 60 0°C, and it is also considered that it has undergone the alteration phase up to stage I, based on the presence of only a celadonite.



안료 원료인 뇌성산 산출 뇌록의 소성에 따른 광물학적 특성 변화

이 장존1, 김 재환2, 한 민수3*
1국립문화재연구소 보존과학연구실
2국립문화재연구소 자연문화재연구실
3한국전통문화대학교 문화재수리기술학과

초록


뇌록은 조선시대 건축물의 바탕칠(가칠)에 사용된 녹색 안료이며, 불국사 대웅전 등 주요 건축 물의 단청에 사용되었다. 본 연구에서는 한국 전통 안료 원료인 뇌록을 이용하여 소성온도에 따른 광 물학적 특성 변화를 살펴보았다. 포항 뇌성산 일대에 국부적으로 산출하고 있는 뇌록은 주구성 광물 이 셀라도나이트(celadonite)이며, 주요 구성 원소는 Fe, Si, K, Mg 등으로 주로 Fe가 풍부한 운모류임 을 알 수 있다. 105°C~1000°C까지 단계적 소성실험 결과, 색상이 녹색 → 담녹색 → 갈색 → 적색으 로 변하였으며, 열분석에서는 616°C 부근에서 결정수의 탈수작용에 의한 흡열반응이 확인되었다. 광 물의 변화는 600°C 이상에서 결정면[(111), (021]이 붕괴되고, 1000°C 이상에서 철산화물이 형성되었 다. 따라서 뇌록의 정출 온도가 600°C 이하인 것으로 추정되며, 셀라도나이트만이 확인되는 것으로 보아 Stage I 단계만의 변질을 겪은 것으로 판단된다.



    National Research Institute of Cultural Heritage

    서 론

    한국 전통 안료의 원료로 사용된 뇌록은 일반적 으로 녹색을 띠고 있으며, 쉽게 분말로 제작할 수 있어서 조선시대 건축물의 바탕칠(가칠)에 사용된 광물안료이다(Do et al., 2008). 역사 기록에 따르 면 뇌록은 불국사 대웅전, 기림사 대적광전, 보경 사 대적광전 등 조선시대 주요 건축물의 단청에 사 용되었다(Ahn et al., 2007). 이런 뇌록 안료에 대 한 지금까지의 주된 연구는 휴대용 X-선 형광 분 석법(P-XRF; portable X-ray fluorescence), 미소부 X-선 회절 분석법(M-XRD, micro X-ray diffraction), 주사 전자 현미경(SEM; scanning electron microscope)과 에너지 분산형 분광법(EDS; energy dispersive spectroscopy) 등을 이용하여 안료의 물 질 규명 연구(Lee et al., 2007; Yu et al., 2014) 뿐만 아니라 고문헌에서 안료의 산지를 파악하고, 원료를 채취하여 안료 원석에 대한 광물학적 특성 을 밝히고, 전통 가공기술로 안료를 재현하는 연구 도 시행되었다(Do et al., 2008; Do et al., 2009; Kim, 2017; Park et al., 2015).

    뇌록은 주로 중국이나 일본, 이탈리아 등에서 한 정되어 산출되는 해양성 점토로써 셀라도나이트 (celadonite)와 글루코나이트(glauconite)라는 광물 이 주 구성 광물이며, 구성원소나 미세조직이 비슷 하지만 철(Fe)이나 마그네슘(Mg)의 함량에 따라 약간의 차이가 있다(Eastaugh et al., 2004). 뇌성산 에서 산출되는 뇌록은 셀라도나이트를 주 구성 광 물로 한 현무암의 변질 산물이고, 열수로부터 칼륨 이나 다른 양이온을 공급받아 생성된 것이며, 2 : 1 층상구조를 가진 점토광물의 일종으로서 이팔면체 형(dioctahedral) 층상구조를 가지고 있는 Fe가 풍 부한 운종의 일종으로 대부분 1M타입으로 알려져 있다(Yoder and Eugster, 1955; Wise and Eugster, 1964; Bailey, 1980; Do et al., 2008). 이러한 셀라 도나이트에 대한 광물학적 연구로는 컬럼비아 강 현무암 그룹의 육상 범람원 현무암 내 셀라도나이 트(Leslie et al., 2012), 글루코나이트와 셀라도나 이트: 2개의 분리된 광물종(Buckley et al., 1978), 셀라도나이트: 합성, 열안정성과 산출(Wise and Eugster, 1964), 탈수소 반응-재탈수 반응 중 2 : 1 복층 구조 규산염의 구조 변화(Fabrice Muller et al., 2000) 등이 있다.

    본 연구에서는 한국 전통 안료의 원료로 사용된 뇌록의 소성온도에 따른 광물학적 특성 변화를 알 아보고자 하였다. 이는 전통안료의 제조에 있어 천 연 광석을 단순히 파쇄하여 사용하는 경우도 있지 만, 소성이라는 과정을 통해 색상의 변화를 줌으로 써 다양한 색채의 물질로 변화시켜 사용되었기 때 문이며, 채색된 유물에 사용된 안료의 종류를 보다 심도 있게 이해하기 위해서는 원료광물이 소성과 정에서 단계적으로 어떠한 광물학적 변화를 겪게 되는지를 체계적인 실험을 통해 연구할 필요성이 있기 때문이다.

    먼저 고문헌으로부터 뇌록 산지를 조사하고, 현 지조사를 통해 뇌록의 산출 특성을 파악하였다. 뇌 록 산지는 대표적으로 세종실록지리지의 기록을 통해 확인할 수 있으며, 경상도 장기현과 황해도 풍천군, 평안도 가산군 등에서 산출된 것으로 기록 되어 있다(Lee et al., 2007; You, 2013). 지금까지 우리나라 내 유일한 뇌록 산출지로 알려져 있는 경 북 포항시 구룡포읍 뇌성산 일대(N 35° 56’00”, E 129°30’36.53”)에서 국부적으로 뇌록이 노출되어 있는 것이 확인되어 천연기념물 제547호로 지정되 었다. 그러나 최근 2016년에 뇌성산과 광정산 사 이인 ‘포항 블루밸리 국가산업단지’ 조성 현장에서 현무암 단열을 암맥상으로 충진하고 있는 대량의 뇌록 산지가 보고(Jang, 2017)되기도 하였다. 이러 한 포항 뇌성산 인근에서 산출하는 뇌록에 대한 연 구는 2009년에 보고(Do et al., 2009)가 이루어진 바 있으나, 녹색 안료로서의 입자특성과 기능성에 주안점을 두었다. 본 연구에서는 소성온도에 따른 뇌록의 물리화학적 변화로부터 안료 원료로써의 특성을 알아보고자 하였으며, 향후 무기질 안료인 뇌록의 산지 추정과 특징을 파악하는데 있어서 기 초자료로 활용될 것이라 판단된다.

    연구 대상 및 방법

    연구지역 지질 및 산출상태

    연구지역 일대에 대한 지질을 개략적으로 살펴 보면 위치적으로 한반도 남동부 마이오세 퇴적분 지에 속한다(Fig. 1A). 한반도 남동부의 마이오세 퇴적분지는 양산단층과 연일구조선에 규제되어 동 해안을 따라 분포하는데, Yoon (1986)은 포항분지 와 양남분지로 구분하였으며 이후 손문(1998)은 양남분지를 충전물의 분포와 암상 특성에 따라 장 기분지, 어일분지, 와읍분지, 하서분지, 정자분지, 울산분지로 구분하였다(Kim et al., 2011). 한반도 남동부 마이오세 퇴적분지의 층서에 대하여 새로 이 분대한 결과, 전기 마이오세 동안 이원성 화산 활동이 발생하였으며, 전기의 데사이트질 화산물질 을 포함하는 지층은 하위의 장기역암과 상위의 성 동리층으로 나누어지며, 후기의 현무암질을 포함하 는 지층인 뇌성산현무암질암은 하위의 암석을 분 출 또는 관입한 용암류와 응회질 각력암, 맥암류로 야외산상은 다양하게 나타난다(Fig. 1B). 이러한 화산물질은 서로 조성의 차이를 가지고 있어 선후 관계가 뚜렷한 것으로 알려져 있다(Son, 1998; Son et al., 2000, Son et al., 2009; Kim et al., 2005; Kim et al., 2011). 뇌성산 현무암질암의 다양한 야 외 산상은 복잡한 퇴적 또는 정치 환경을 반영하 며, 동시기의 일련의 화산활동의 결과라 보고하였 다(Kim et al., 2011). 뇌록과 접하고 있는 암석에 대해 도진영 등(2008)은 제4기 현무암질 화산쇄설 암으로 명시하고 있으나, 장기분지 내 충전물에 대 해 Tateiwa (1924)에 의해 보고되었던 제4기 현무 암질 화산활동을 지칭하는 연일현무암 및 양휘석 안산암 또는 연일현무암의 지층은 존재하지 않는 다고 보고하였다(Kim et al., 2011).

    과거 우리나라 내 유일한 뇌록 산출지로 알려져 있던 경북 포항시 구룡포읍 뇌성산 일대(N 35° 56’00”, E 129°30’36.53”)는 최근 천연기념물 제 547호로 지정되었으며, 실제 현지조사에서 국부적 으로 뇌록이 노출되어 있는 것을 확인하였다(Fig. 2A). 또한 성동리층의 데사이트질 응회암(Fig. 2B) 과 뇌록 산출지로부터 약 1 km 떨어진 곳에 주상 절리가 발달하고 있는 현무암체(Fig. 2C)에서는 뇌 록이 관찰되지 않는다. 뇌록의 산출상태를 살펴보 면, 뇌성산 현무암질암 내에 맥상 또는 간극 충진 상으로 산출되고(Fig. 3A), 녹색의 띠며(Fig. 3B), 현미경 하에서 현무암과의 경계가 명확하게 나타 난다(Fig. 3C). 광산 주변의 현무암은 괴상으로 산 재해 있으며(Fig. 3D), 육안 관찰과 현미경 하에서 현무암의 기재적 특징을 지니고 있다(Fig. 3E, 3F). 또한 현무암과의 관입 관계로 보아 뇌성산 현무암 질암 후기에 생성된 것으로 판단되며, 고문헌의 기 록과 지역 주민의 증언, 채굴 흔적 등으로 보아 과 거에 수차례 채굴한 것으로 추정된다.

    연구 방법

    연구 대상 시료는 뇌성산 일대 야외조사를 통해 확보된 것으로 광물학적 및 조직학적 특성 분석과 조암광물의 정밀한 동정을 위해 편광현미경 관찰 과 X-선 회절 분석을 실시하였다. 또한 소성 온도 에 따른 뇌록의 광물학적 특성 변화를 고찰하기 위 해 실체현미경을 이용하여 녹색을 띠는 뇌록만 선 별하였다. 선별된 뇌록에 대해 먼저 시차열중량분 석을 실시하였다. 시료는 분말화된 시료를 사용하였 으며, 110 ± 5℃에서 24시간 건조하여 분석하였다. 사용된 각 시료의 무게는 약 30 mg으로 하였으며, 온도변화에 따른 열량 변화(differential thermal)와 열중량 변화(thermogravimetry)을 측정하여 뇌록의 물리․화학적 변화를 추정하였다. 사용된 분석기기 는 동시 열분석기(simultaneously thermal analysis system, SETSYS Evolution, SETARAM, France) 이며, 측정조건은 N2 gas 분위기에서 0℃~1000℃ 까지 20 ℃/min으로 승온시켰다. 소성실험은 전기 로(electric furnace, Nabertherm, Germany)를 이용 하여 5 ℃/min의 승온률로 각 소성온도(105℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃, 900℃, 1000℃) 까지 온도를 상승시켰다. 각 소성온도에서 2시간 동안 유지시간을 가진 후 5 ℃/min의 감온률로 서 서히 냉각시켰다. 소성 실험 후 소성온도에 따른 뇌 록의 색상 변화는 색차계(colorimeter, SP62, X-rite, America)를 이용하여 정량적으로 비교하였으며, 결 정 구조의 변화는 X-선 회절 분석기(XRD; X-ray diffractometer, EMPYREAN, PANalytical, Netherlands) 를 이용하였다. 측정조건은 고분해능 Pixel 3D (256Ch) detector를 이용하여 40 kV/40 mA의 조건 하에서 단색화된 파장(CuKα = 1.5406 Å) 을 사용하였고, continuous 방식으로 회절 값을 기 록하였다. 구간(2θ)은 5~80°, 주사간격은 0.026°, 주사시간은 300 sec로 설정하였다. 추가로 회절 패 턴의 차이를 정밀하게 살펴보기 위해 군집(cluster) 분석을 실시하여 소성온도에 따른 회절 패턴의 변 화 양상을 살펴보았다. 또한 소성온도에 따른 입자 의 형태 및 원소의 함량을 측정하기 위해 주사 전 자 현미경(SEM; scanning electron microscope, JSM-IT300, Jeol, Japan)과 이에 부착된 에너지 분 산형 분광기(EDS; energy dispersive X-ray spectroscopy, X-MAXN, Oxford, England)를 이용하여 분석을 실시하였으며, 가속전압 20 kV, probe current 60 μA, working distance 10 mm로 측정하였다.

    연구 결과 및 고찰

    광물학적 특징

    포항 뇌성산에서 산출하는 뇌록에 대한 광물학 적 특성을 파악하기 위해 X-선 회절 분석과 X-선 형광분석 및 열분석을 실시한 결과, 뇌록의 구성 광물은 기존 연구논문에서 보고된 바와 같이 셀라 도나이트(celadonite)로 확인되었다. 이 광물은 2:1 층상구조를 가진 점토광물로써 운모의 일종으로 단사정계이며, 일반적인 화학식은 K2(Mg2,Fe3+2) (Si8,Al)O20(OH)4이다(Bailey, 1980; Wise et. al, 1964; Do et al., 2008). 이러한 셀라도나이트의 결 정 구조를 살펴보면 2개의 이팔면체 자리에 1개의 2가와 1개의 3가 원자로 채워져 있다. 이것은 팔면 체 층의 전하를 -1전하를 발생시키며, 이는 중간층 (inter layer) 양이온으로부터 전자를 얻어서 중화 된다. 또한 사면체층(tetrahedral layer)에는 규소 원자들로 채워져 있으며, 전기적으로 중성을 띤다 (Wise, 1964). 주요 구성 원소의 함량은 Fe (36.04 wt%), Si (35.85 wt%), K (18.14 wt%), Mg (5.04 wt%), Al (2.93 wt%), Ca (1.26 wt%), P (0.74 wt%) 로 확인되었다. 뇌록에 대한 열분석 결과에서는 1000℃까지 광물의 상전이(phase transition)는 발 생하지 않았다. 다만, 170℃와 616℃ 부근에서 흡 열 피크가 관찰되었다. 170℃ 부근에서 나타나는 반응은 주로 흡착수의 탈수작용에 기인되며, 616℃ 부근에서 나타나는 반응은 결정수의 탈수작용에 기인되는 것이다(Fig. 4).

    소성온도에 따른 특성 변화

    색상 변화

    뇌록에 대하여 소성실험을 실시한 후 색상 변화 를 살펴보면, 녹색 → 연두색 → 갈색 → 적색으로 변하는 경향을 살펴볼 수 있다(Fig. 5). 그러나 색 은 정성적인 요소이므로 객관적 평가를 위해 색차 계를 이용하여 L, a*, b* 값을 측정하였으며, 5회 측정 후 평균 값을 사용하였다. 여기서 L 값은 Munsell 명도와 관련하여 100에 가까울수록 백색, 0에 가까울수록 흑색을 띠며, a* 값(+ 적색, - 녹 색)과 b* 값(+ 황색, - 청색)은 채도를 표현하는 것 이다. L 값의 변화 경향에서 원시료의 명도(L) 값 은 60.69로서 소성온도가 증가할수록 감소하는 경 향이며, 1000℃에서 급격히 감소하였다. 105℃로 소성시킨 시료에서 명도(L) 값이 62.35로 가장 높 은 높게 측정되는데 이는 수분이 제거됨에 따라 명 도 값이 증가한 것으로 판단된다. 채도(a*, b*)의 변화 경향을 살펴보면, 소성온도가 증가할수록 증 가하는 경향을 보인다. 소성온도 400℃까지는 변 화가 거의 없으나, 500℃에서부터 급격이 증가하였 으며, 800℃까지 계속적으로 증가하고, 이후 900℃ 와 1000℃에서 적색화가 더 진행되는 것으로 나타 난다. 전체적으로 살펴보면 소성온도가 증가할수록 명도(L)는 감소하고, 채도(a*, b*)는 증가하는 경향 성을 보인다(Fig. 6).

    광물 변화

    소성온도에 따른 광물의 결정 구조의 변화 양상을 살펴보기 위해 X-선 회절 분석을 실시한 후 회절 패 턴의 변화를 군집 분석하였으며, 이를 3차원 공간에 도시해 본 결과, 소성온도 500℃까지는 하나의 군집 에 도시되어 유사한 결정 구조 패턴임을 확인하였다. 600℃에서 900℃까지는 일련의 변화 패턴을 보이나, 1000℃에서는 이전과 전혀 다른 결정 구조임을 예 상할 수 있다(Fig. 7). 즉, 뇌록의 초기 구성광물은 셀라도나이트로 동정되며, 소성온도 500℃까지는 셀 라도나이트의 결정 구조가 유지되고 있다. 하지만 600℃에서부터 셀라도나이트의 (021) 결정면은 소 멸하고, 700℃에서 셀라도나이트의 (111) 결정면까 지 소멸하였다. 소성온도가 증가할수록 비정질 정도가 증가하고 있으며, 1000℃에서 철산화물(Magnetite)이 형성됨을 알 수 있다(Fig. 8).

    형태 및 화학조성 변화

    X-선회절분석에서 뇌록 원료는 600℃부터 결정 구조의 변화가 확인되어 원시료 및 700℃, 900℃, 1000℃로 소성한 시료에 대하여 입자의 형태 및 원소의 함량 변화를 알아보고자 SEM-EDS 분석을 실시하였다. 그 결과, 소성온도에 따라 각진 입자 가 점점 유리질화되면서 매끄러운 입자들로 표면 상태가 변화하고 있는 것을 알 수 있다(Fig. 9). 이 러한 변화에 대해 화학적 주요 구성 원소인 산소 (O)와 규소(Si), 철(Fe), 포타슘(K) 함량의 변화를 살펴보기 위하여 Fig. 10에서와 같이 각 시료에 대 해 서로 다른 몇 개의 영역을 선택하여 분석 (spectrum 1~6)하였다. 그 결과, 700℃에서는 구성 원소의 상대함량에서 거의 차이를 보이지 않으나, 900℃ 이상에서 구성 원소의 상대적 함량에 변화 를 보인다(Table 1). 즉, 소성온도가 높아짐에 따라 Si, Fe, K의 함량은 낮아지는 반면, 산소의 함량은 증가하는 패턴을 보인다. 특히 규소와 산소에서 두 드러진 변화를 보이고 있다. 이 결과를 바탕으로 소성에 의해 셀라도나이트 내에 있는 Si, Fe, K는 용탈되고, 산소와 결합하며, 특히 용탈된 원소 중 Fe는 1000℃ 이상에서 산소와 결합하여 철산화물 을 형성하는 것으로 판단된다.

    고 찰

    포항 뇌성산에서 산출되는 뇌록은 소성온도가 올라감에 따라 500℃에서부터 색상변화가 일어난 다. 그러나 실제 회절패턴 상에서 결정구조의 변화 를 확인할 수 있는 것은 X-선회절패턴을 이용한 군집 분석에서 볼 수 있듯이 600℃에서부터 그 변 화가 관찰된다. 도진영 등(2008)에 의하면 뇌록의 발색원인은 2가 철(Fe2+) 때문인 것으로 해석하였 다. 뇌록이 소성온도에 따라 녹색에서 적색으로 변 하는 것은 2가 철(Fe2+)이 3가 철(Fe3+)로 산화하기 때문이다. 물론 소성 초기(105℃, 300℃)에 명도가 증가하는 것은 수분의 제거와 관련이 있으며, 이후 소성온도가 증가(600℃)할수록 명도가 낮아지고 채도가 증가하는 것은 Fe의 산화정도가 반영된 것 이다. 이러한 결과를 열분석과 같이 살펴보면, 600℃ 이상에서 결정수의 탈수화 작용에 의한 흡열피크 가 관찰되는 것과 일치한다. 즉, 결정면(021, 111) 이 붕괴하기 시작하면서 내부에 있던 Si, Fe, K이 용탈되고, 1000℃ 이상에서 철산화물을 형성하는 것이다. 결론적으로 뇌록이 형성될 때 생성 온도와 관련이 있는 것으로 판단된다. 즉, 뇌록의 주구성 광물인 셀라도나이트는 초기에 정출되며, 다른 이 차적인 광물에 비해 고온에서 정출하지만 이번 뇌 록에 대한 소성실험 결과에서 알 수 있듯이 600℃ 이상에서 탈수화 작용으로 인해 적색으로 변화하 므로 뇌록의 생성 온도는 600℃ 이하일 것이라고 판단할 수 있다. 또한 기존 문헌(Fig. 10)을 바탕으 로 뇌록의 광물 분화 단계를 추정해 보면, 도진영 등(2009)에 의한 녹니석/스멕타이트 혼합층이 존재 한다는 점과 이번 연구에서 셀라도나이트 이외 광 물이 확인되지 않는 점 등으로 미루어 보아 전자와 같이 광물의 분화 2단계(Stage II)의 변질 과정을 겪은 층의 뇌록과 후자와 같이 분화 1단계(Stage I) 의 것이 공존하는 것으로 판단된다.

    결 론

    본 연구에서는 전통 무기질 녹색 안료로 사용된 뇌성산 뇌록에 대해 소성온도의 변화에 따른 광물 학적 특성을 과학적으로 파악하고자 하였으며, 실 험과 분석결과를 정리하면 다음과 같다.

    • 1. 포항 뇌성산에서 산출되는 뇌록은 제3기 뇌성 산현무암질암 내에서만 균열을 따라 맥상으로 충 진하고 있으며, 일부 현무암 사이의 틈새를 따라 관입한 흔적이 관찰되며, 현무암과의 경계가 구분 된다. 그러므로 기존에 뇌록과 접하고 있는 암석에 대해 제4기 현무암질 화산쇄설암으로 명시한 층서 구분에 대해 수정이 필요하다.

    • 2. 뇌성산 뇌록의 구성 광물은 대부분 셀라도나 이트이며, Fe가 풍부한 운모의 일종이다. 주요 구 성 원소는 Fe, Si, K, Mg 등이며, 소량의 Al과 Ca, P이 확인되었다.

    • 3. 소성실험을 통해 뇌록의 특성변화를 살펴본 결과, 소성온도가 높아질수록 녹색 → 연두색 → 갈색 → 적색으로 변화하였으며, 이러한 색상 변화 는 뇌록의 2가 철(Fe2+)이 3가 철(Fe3+)로 변하기 때문이다. 또한 결정구조 변화는 600℃에서부터 셀라도나이트의 탈수화 작용에 의해 결정면[(111), (021)]이 약해지고 소멸하며, 철산화물로 상전이하 면서 일어나는 현상이다.

    • 4. 셀라도나이트는 다른 이차적인 광물에 비해 초기에 정출하는 광물로 알려져 있으며, 이번 연구 에서 600℃ 이상부터 셀라도나이트의 결정 구조가 변하는 것으로 보아 뇌록의 정출 온도가 600℃ 이 하인 것으로 판단된다.

    • 5. 본 실험연구 결과, 포항 뇌성산에서 산출되는 뇌록은 기존 연구에서처럼 녹니석/스멕타이트를 포 함하며 Stage II까지 변질 단계를 거친 것과 셀라 도나이트 이외에 다른 광물이 검출되지 않아 순도 가 높은 Stage I 단계의 변질만을 받은 층이 있는 것으로 판단된다.

    사 사

    본 연구는 문화재청 국립문화재연구소 문화유산융복 합연구사업(2014~2015년도)의 지원을 받아 수행되었으 며, 이에 감사드립니다.

    Figure

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    Structural map (A) and geological map (B) of the Miocene basin province, SE Korea modified after Son (1998) and Kim et al. (2011).

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    Study map in occurrence area of the Noerok.

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    Output conditions of Noerok. (A) occurrence of Noerok in veins or fissure filling, (B) The Noerok in the study area, (C) microscope photograph showing boundary of the Noerok and basalt, (D) evidence of minning, (E) intrusion relation between Noerok and basalt, (F) microscope photograph of basaltic rock in Mt. Neoseong.

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    Result of TG-DTA analysis for Noerok.

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    Status of the Noerok after firing experiment. (A) Raw sample, (B) 105℃, (C) 300℃, (D) 400℃, (E) 500℃, (F) 600℃, (G) 700℃, (H) 800℃, (I) 900℃, (J) 1000℃.

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    Chromaticity changes according to firing temperature. (L) brightness, (a*) and (b*) saturation.

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    Graph of cluster analysis using the X-ray diffraction patterns by high-temperature experiment system in Noerok.

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    Changes of X-ray diffraction patterns according to firing temperatures in Noerok.

    JMSK-31-23_F9.gif

    Changes of elements and particle shapes by differential firing temperature in Neorok.

    JMSK-31-23_F10.gif

    Fractional crystallization of the celadonite (Philip et al., 1999).

    Table

    Variations of chemical elements according to change of firing temperature.

    Reference

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