• Geochemistry and homogeneity of stone properties from the tombs

• Presumed provenance of stone properties in the archaeological site

• Self-sufficient stone properties without special procurement system

청양 록평리 유적은 ‘충남소방복합시설 조성사업 부지’의 개발과정에서 발굴되었으며, 이 일대에서는 지표 및 발굴조사를 통해 이미 많은 유적들이 알려져 왔다. 특히 록평리 유적의 1지점과 5지점에는 삼국시대부터 고려시대에 이르기까지 다양한 형태의 유구와 석곽묘가 출토되었다(Fig. 1). 유적의 전체 면적은 11,972m²이며, 1지점과 5지점은 각각 6,397m²와 2,200m²이다(Baekje Research Institute for Cultural Heritage, 2021).

Figure 1. Photographs showing the stone-lined tombs in the Rokpyeong-ri site. (A) Excavation sites of the location around the survey areas. (B) Field distributions of the sites in the survey area 1.

연구대상 석곽묘가 분포하는 록평리 일대는 지질학적으로 편마암, 역암, 흑색사암 및 점판암 등이 분포하는 지역이며, 석곽묘를 구성하는 대부분의 석재 또한 기반암의 종류와 동일한 암석을 활용했을 것으로 예상된다. 따라서 발굴과정에서부터 모든 유구를 구성하는 석재의 산출상태, 종류, 점유율 및 원산지를 밝혀 시대에 따라 석곽묘를 조성할 당시 석재의 사용과 수급체계를 검토할 필요성이 제기되었다.

이와 관련한 선행연구를 살펴보면, 석조문화유산에 사용한 석재의 재질특성과 원산지에 대한 과학적 연구는 이미 수차례 수행되었고, 현재도 활발히 연구되어 상당한 수준에 도달하였다(Lee et al., 2007; 2010a; 2010b; Lee and Lee, 2009). 이러한 과학적 연구는 당시의 석재 사용, 조달, 기술수준 및 교역관계 등 고고과학 및 보존과학적으로 중요한 의미를 제시한다. 그러나 매장문화유산에 사용한 석재의 재질특성과 원산지 연구는 상대적으로 부족한 상황이다(Cho and Lee, 2018, Lee et al., 2021).

이 연구에서는 청양 록평리 유적 출토 삼국시대와 통일신라 및 고려시대의 석곽묘를 대상으로 석재의 고고과학적 의미를 검토하기 위해 암석 및 광물학적 특성을 분석하였으며, 유적 일대의 정밀조사를 통해 각 석재의 산지를 탐색하였다. 또한 동일 종류의 암석분포지에서 대표적인 시료를 선별하여 양자의 산출상태, 기재적 특징, 암석학적, 광물학적 및 지구화학적 다양성을 검토하여 동질성을 해석하였다. 이 결과는 시대적 배경에 따라 묘제에 활용한 석재의 이용과정과 조달체계를 규명하는 고고학적 연구에 중요한 기초자료를 제공할 것이다.

2.1. 연구대상 및 시료선택

록평리 유적 중에 연구대상 지역의 1지점과 5지점에서는 총 79기의 유구와 다량의 유물이 출토되었다(Fig. 1). 1지점의 유적에서는 삼국시대와 고려시대 및 통일신라시대의 석곽묘가 발굴되었으며, 5지점에는 통일신라시대의 유구만 분포한다. 이 중에서 대표적인 석곽묘의 현황과 산출상태를 살펴보면 아래와 같다(Baekje Research Institute for Cultural Heritage, 2021).

이 연구대상 중에서 유일한 횡구식 석실분인 1지점의 삼국시대 15호분은 묘광을 말각장방형으로 비스듬하게 굴착하였으며, 당시에 노출된 암반층이 벽면에 그대로 남아있다. 천장석은 총 5매의 판석으로 구성하였으며, 틈새는 작은 할석으로 충전하였다(Fig. 2A). 삼국시대 15호분을 제외한 1지점에 있는 나머지 삼국시대 횡구식 석곽묘는 모두 유사한 형태를 보인다. 1지점의 삼국시대 31호 석곽묘는 내측을 다듬은 할석으로 3단까지는 세워쌓기하고, 4단은 가로로 눕혀 쌓았다(Fig. 2B). 또한 각각의 무덤은 상단으로 갈수록 크기가 작은 할석을 사용하여 축조하였다.

Figure 2. Representative occurrences of the stone-lined tombs in the study area. (A to E) The stone-lined tombs in area 1. (F to H) The stone-lined tombs in area 5.

1지점의 통일신라시대 석곽묘 1호와 5호는 일부 부재가 유실되었지만 횡구식 석곽묘이다. 축조는 장방형으로 묘광을 굴착하고 묘광벽에 근접하여 장방형 할석으로 측벽을 1∼2단 정도 석축하였으며, 하단의 횡구부에 1매의 판석을 세워쌓기하여 마감하였다(Fig. 2C, 2D). 1지점의 고려시대 2호 석곽묘는 유실이 심하여 원형을 정확하게 파악할 수 없다. 그러나 주변 석곽묘 벽석의 축조수법 등으로 보아 횡구식 석곽묘로 판단된다(Fig. 2E). 현재 하단부가 유실되었으나 축조수법으로 보았을 때 1매의 판석으로 남단벽을 조성하였을 것으로 추정된다.

5지점에서는 통일신라시대 석곽묘 5기에 대해 분석하였다. 통일신라의 석곽묘는 모두 횡구식이며, 벽석의 축석수법은 유사한 양상을 보인다. 1호 석곽묘는 벽석이 2∼3단 잔존하며 서벽과 남벽은 대부분 유실되었다(Fig. 2F). 3호 석곽묘는 남벽에 할석 1매를 사용하여 마감한 방식이 횡구식으로 추정되지만, 횡구부로 사용한 흔적은 발견되지 않는 것으로 보아 실제 장법은 수혈식이었을 것으로 판단된다(Fig. 2G). 통일신라시대 5호 석곽묘 또한 횡구식으로 양측면에 3∼4단의 단벽이 잔존하나(Fig. 2H), 고분을 구성하고 있는 바닥석은 발견되지 않는다.

2.2. 연구방법

이 연구에서는 록평리 유적의 석곽묘를 대상으로 각각의 석재에 대한 암석학적 특성을 상세히 분석하여 암종을 구분하고 점유율을 산출하였다. 또한 각각의 석곽묘에 사용한 석재와 동일 종류의 암석에 대한 산지를 탐색하여 양자의 동질성을 검토하였다. 우선 현장조사를 통해 석곽묘의 구성석재에 대한 세척과 정밀 육안감식을 수행하여 산출상태와 암상을 기재하였다.

유구의 석재와 동일 종류의 암석 분포지를 탐색하기 위해 유적 일대의 지형과 지질을 파악하여 정밀조사를 수행하였다. 이 과정에서 유구의 석재와 전체적인 암상 및 산출상태가 매우 유사한 암석을 대상으로 암석학적 특징을 기록하였다. 또한 동일한 방법을 적용하여 각각의 동질성 분석용 시료를 수습하였다.

이 연구를 위해 발굴현장에서 유구를 훼손하지않는 범위 내에서 정밀 육안관찰을 통해 각 고분을 구성하고 있는 암석의 종류를 동정하여 유구의 실측도에 기재하였다. 각각의 석곽묘에 대한 암석의 분포도와 점유율 및 그래프 작성에는 Adobe 사의 Illustrator와 Golden Software사의 Grapher 9를 사용하였다.

이와 함께 10^-7 SI 단위의 한계를 갖는 대자율 측정기(ZH Instrument SM-30, Czech)로 유구의 석재와 추정산지 암석의 전암대자율을 측정하여 암종 판별의 자료로 활용하였다. 동시에 각 암석의 종류에 따른 미세자기적 특성을 암상과 함께 비교하였다. 석재와 추정산지 시료의 대자율 측정 결과는 10^-3 SI 단위로 표기하였다.

현장에서 수습한 분석용 시료를 대상으로 암석의 반정량적인 광물조성을 규명하고 미세조직을 검토하기 위해 단면을 연마하여 실체현미경(Nikon SMZ1000, Japan) 관찰을 실시하였다. 이후 모든 시료는 0.03mm 두께의 박편으로 제작하여 편광 및 반사 겸용현미경(Nikon Eclipse E600W, Japan)을 통해 각각의 조암광물에 대한 광학적 특성을 바탕으로 상세히 동정하였다.

또한 각각의 분석용 암석을 구성하는 광물조성 및 상대적 빈도를 검출하기 위해 X-선 회절분석(Rigaku MiniFlex600, Japan)을 병행하였다. X-선의 타겟은 CuKα에 양극의 가속전압은 40kV, 필라멘트 전류는 100mA, 측정범위는 3∼60°, 측정속도 10°/min로 설정하였다. 분석에 따른 광물동정은 Oxford Cryosystems 사의 Crystallographica Search-Match 프로그램을 이용하였다.

한편 연구대상 석곽묘의 석재와 산지탐색을 통해 확보한 추정산지 암석의 동질성 검토를 위해 대표시료를 선정하고, 캐나다 Actlabs에서 중성자방사화분석기(INAA)와 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS) 및 분광분석기(ICP-OES) 등을 활용하여 지구화학적 분석을 실시하였다. 모든 분석결과는 분석과정에서 필수적인 표준시료와 중복시료 및 공시료를 이용하여 신뢰도와 정량성을 평가하였다.

3.1. 석재의 재질특성 분석

3.1.1. 암종분류 및 점유율

록평리 유적의 석곽묘를 구성하는 암석은 흑색 사암, 잡사암, 점판암, 역암 및 편마암 등 5종으로 파악되었다. 이들은 모두 퇴적 내지 퇴적기원의 변성작용을 받은 암석들로 화성암은 확인되지 않는다. 이 연구에서는 정밀조사를 통해 석곽묘의 구성암석을 종류별로 기록하였으며, 대표적인 석재에 대해서는 분석용으로 암석의 종류에 따라 1개씩 총 5개의 극미량 시료를 수습하였다(Fig. 3). 이들의 암석 종류와 수습위치는 Table 1과 같다.

Table 1 . Representative stone properties of the stone-lined tombs in the Rokpyeong-ri site.

Rock type	No.	Location	Period
Black Sandstone	C-BS	Area 1, Tomb No. 15	Three Kingdoms
Greywacke	C-GW	Area 1, Tomb No. 22	Three Kingdoms
Slate	C-SL	Area 5, Tomb No. 4	Unified Silla
Conglomerate	C-CG	Area 1, Tomb No. 2	Goryeo
Gneiss	C-GN	Area 5, Tomb No. 1	Unified Silla

Figure 3. Representative stone properties of the stone-lined tombs in the study area. (A) C-BS, (B) C-GW, (C) C-SL, (D) C-CG, (E) C-GN. Sample numbers are the same as those of Table 1.

이 중에서 흑색 사암은 전체적으로 암흑색을 보이며 세립질에서 미립질로 전체적인 분급과 원마도는 양호하다(Fig. 3A). 잡사암은 옅은 회색 바탕에 암록색으로 산출되며 기질은 중립질로 석영과 장석 같은 무색광물을 포함한다. 또한 분급은 불량하나 원마도는 양호한 상태이다(Fig. 3B). 점판암은 전체적으로 흑색 내지 암회색으로 엽리가 잘 나타나며, 미립의 석영과 운모가 선구조로 산출된다(Fig. 3C).

역암은 다양한 크기와 형태의 역을 포함하며 기질은 세립질에서 조립질까지 불균질하다. 주로 회색 내지 옅은 흑색을 보이며 흑운모와 석영 등 다양한 광물이 함께 산출된다. 역은 전체적으로 원마도가 양호하나 분급은 상당히 불량하다(Fig. 3D). 편마암은 중립질에서 조립질의 기질을 가지며, 현정질 입자는 비교적 양호한 원마도와 분급을 보인다. 특히 석영과 장석으로 구성된 우백대와 흑운모 등의 유색광물로 구성된 우흑대의 뚜렷한 편마구조가 관찰된다(Fig. 3E).

록평리 유적의 석곽묘를 구성하는 석재에 대하여 각각의 실측도에 암석의 종류와 분포를 도시하였으며, 이를 바탕으로 전체적인 암종 점유율을 산정하였다(Fig. 4, Table 2). 이 결과, 암종 구성비는 1지점에서 흑색 사암이 68.85%로 가장 높은 빈도를 보였으며, 역암과 잡사암 및 편마암 순으로 높은 점유율이 나타났다. 그러나 5지점은 편마암이 42.86%로 가장 높은 점유율을 보이며, 흑색 사암이 29.19%로 두 번째로 높은 빈도로 확인된다. 또한 점판암이 18.63%로 산출되는데, 이는 점판암이 1지점에서 가장 적게 나타났던 것과 대비되는 결과이다.

Table 2 . Description for stone properties of the stone-lined tombs in the study area.

No.	Location	Period	No.	Location	Period
A	Area 1, Tomb No. 01	Three Kingdoms	I	Area 1, Tomb No. 05	Unified Silla
B	Area 1, Tomb No. 08	Three Kingdoms	J	Area 1, Tomb No. 02	Goryeo
C	Area 1, Tomb No. 11	Three Kingdoms	K	Area 5, Tomb No. 01	Unified Silla
D	Area 1, Tomb No. 15	Three Kingdoms	L	Area 5, Tomb No. 02	Unified Silla
E	Area 1, Tomb No. 22	Three Kingdoms	M	Area 5, Tomb No. 03	Unified Silla
F	Area 1, Tomb No. 24	Three Kingdoms	N	Area 5, Tomb No. 04	Unified Silla
G	Area 1, Tomb No. 31	Three Kingdoms	O	Area 5, Tomb No. 05	Unified Silla
H	Area 1, Tomb No. 01	Unified Silla	-	-	-

Figure 4. Lithological maps showing the stone-lined tombs in the study area. Site numbers are the same as those of Table 2.

한편 석곽묘의 조성시대에 따른 암종 구성비를 살펴볼 때, 삼국시대와 통일신라시대의 석곽묘에서 흑색 사암은 각각 70.76%와 47.89%의 점유율을 보이며 가장 높게 나타났다. 또한 점판암은 통일신라시대에서 11.49%로 상대적으로 높은 점유를 보이는 반면 삼국시대에서는 0.40%로 가장 낮은 빈도를 차지하였다.

이는 앞서 살펴본 1지점과 5지점의 차이와도 동일하며, 이와 같은 결과는 삼국시대 석곽묘가 1지점에 많이 분포하고, 통일신라시대 석곽묘는 모두 5지점에 위치하여 나타난 결과로 판단된다. 고려시대 석곽묘에서는 역암 50%, 흑색사암 40%, 잡사암 10% 등 다른 시대 석곽묘에 비해 비교적 단순한 암종 구성을 보였다.

이를 종합하여 록평리 유적 전체 석곽묘의 암종 구성비를 보면, 흑색 사암이 64.61%로 가장 많은 점유율을 차지하며 역암과 편마암이 각각 15.49% 및 9.21%로 확인된다. 잡사암과 점판암은 7.45% 및 3.24%로 상대적으로 낮은 점유율로 나타난다. 한편 각각의 석곽묘에서 확인되는 석재는 다양한 암종들이 혼재한다. 그러나 1지점 석곽묘 바닥면에 시설한 부석은 부분적으로 몇 개의 역암과 잡사암을 제외하면, 대부분 흑색 사암으로 동정되어 인위적인 암종의 선별이 있었던 것으로 해석된다.

3.1.2. 암석광물학적 특성

석곽묘를 구성하는 5종의 암석에 대한 광물조성과 미세조직적 특징을 파악하기 위해 실체 및 편광현미경 관찰과 X-선 회절분석을 수행하였다. 흑색 사암은 1mm 이하의 세립질 유색광물과 무색광물로 구성되어 있으며, 상당히 치밀한 미세조직을 보인다. 유색광물은 편광현미경 하에서 주로 흑운모로 확인되며, 무색광물은 석영이 주를 이룬다(Fig. 5). X-선 회절분석에서도 석영이 다량 확인되며, 운모는 결정도가 낮아 약한 회절강도로 검출된다(Fig. 6).

Figure 5. Representative stereoscopic and polarizing microphotographs showing the stone properties of the stone-lined tombs in the study area. PPL; under the plane polarized light, XPL; under the cross polarized light.

Figure 6. X-ray powder diffraction patterns showing the stone properties of the stone-lined tombs in the study area. Q; quartz, Ch; chlorite, M; mica, Pl; plagioclase, Af; alkali feldspar.

잡사암은 실체현미경에서 암회색 또는 흑색의 기질에 2∼3mm 크기의 원마도가 낮은 무색광물이 관찰된다. 편광현미경에서는 불규칙한 형태의 석영과 녹니석으로 변질된 백운모와 흑운모가 확인되며, 사장석과 알칼리 장석은 심하게 견운모화 작용을 받았다(Fig. 5). X-선 회절분석에서는 흑색 사암과 유사하게 석영이 검출된다. 그러나 운모류, 녹니석, 알칼리장석 및 사장석 등이 확인되어 흑색 사암과는 조암광물과 구성에 차이가 있다(Fig. 6).

점판암에서는 미립의 석영과 암회색의 기질이 미약한 편리조직을 보이며 산출된다. 편광현미경하에서는 비교적 원마도가 좋은 석영과 흑갈색의 운모류가 일정한 선 구조를 이루며 관찰된다. 또한 기질에는 미약한 점판벽개와 함께 불투명 광물이 공존한다(Fig. 5). X-선 회절분석 결과, 현미경에서는 발견되지 않았던 알칼리장석 및 사장석이 검출되었으며, 이는 석영과 함께 무색광물군을 이룬다. 그러나 입자의 크기가 작아 광학적으로 동정이 어려운 상태이다(Fig. 6).

역암은 조립질 기질과 함께 다양한 크기의 암편과 역을 포함한다. 역의 크기는 상당히 불균질하나 대부분 2~4cm 정도이며 원마도는 비교적 양호하다. 역의 종류는 흑색 셰일, 미사암, 사암, 편암, 편마암 및 규암 등으로 다양하나 사암과 편마암이 주류를 이룬다. 실체현미경에서는 약 5∼6mm 크기의 역도 볼 수 있으나, 편광현미경으로는 옅은 갈색 내지 회색의 기질이 관찰되며 중조립질의 석영과 흑운모가 확인된다.

또한 기질의 전반에 걸쳐 풍화된 흑운모가 관찰되며, 녹니석으로 변질된 운모의 가상조직도 나타난다(Fig. 5). X-선 회절분석 결과는 현미경 관찰과 일치하며, 특징적으로 흑운모와 녹니석의 회절강도가 다른 암석에 비해 높게 검출된다(Fig. 6).

편마암의 실체현미경 관찰에서는 우백대와 우흑대가 구분된 편마구조가 관찰되며, 비교적 거정의 석영과 흑운모가 확인된다(Fig. 5). X-선 회절분석 결과, 강도의 차이는 있으나 주요 조암광물의 조성은 약간의 녹니석과 흑운모 및 석영이 주류를 이루며, 알칼리장석과 사장석이 미량 검출되었다(Fig. 6).

3.1.3. 전암대자율 분포

석곽묘를 구성하는 대표적인 석재의 미세자기적 특징을 검토하기 위해 전암대자율을 측정하였다. 전암대자율 분석은 암석의 구성성분 및 성인적 동질성 검토에 적극 활용할 수 있어 국내외 석조문화유산의 산지해석에 효과적인 연구방법으로 적용되어왔다(Lee et al., 2007; 2010a; 2010b; 2022; Park et al., 2021).

전암대자율은 석곽묘 구성 암종에 대하여 각각 80회씩 측정하였다. 이 결과, 모든 암석에서 0.720×10^-3 SI unit 이하의 낮은 대자율 분포가 확인된다. 이를 상세히 살펴보았을 때, 편마암이 0.066∼0.711(평균 0.192)×10^-3 SI unit의 범위를 보이며 연구대상 암석 중 가장 넓은 분포를 제시하였다. 이를 제외한 4종의 암석은 0.587×10^-3 SI unit 이하의 대자율 값을 나타내며 상대적으로 낮은 값을 보이긴 하나 5종의 암석 모두 큰 차이는 없었다(Fig. 7).

Figure 7. Magnetic susceptibilities showing the stone properties of the stone-lined tombs in the study area.

따라서 연구대상 석곽묘를 구성하는 석재는 암종에 따른 특징적인 미세자기적 차이가 없음을 알 수 있다. 측정된 대자율 값은 이차적인 영향을 받지 않은 각각의 고유 값으로서, 암석광물학적 및 지구화학적 분석 등과 함께 추정산지 암석과의 상호 동질성을 해석할 수 있는 중요한 근거가 될 것이다.

3.2. 산지탐색 및 동질성 검토

3.2.1. 지형 및 지질분포

록평리 유적 일대는 동쪽으로 법산과 백월산으로 이어지는 산지가 형성되어 있으며, 서쪽으로는 하천에 연한 경작지와 천태산이 남북방향으로 연장되어 있다. 남쪽으로는 갈망골저수지에서 비봉산으로 산지와 구릉으로 연결되며, 북쪽으로는 하천을 따라 비교적 넓은 평야가 분포한다. 연구지역 일대는 해발 350m의 높은 산줄기에서 뻗어 내린 가지능선으로 동쪽으로는 비봉산의 주능선과 연결되며 서쪽으로는 무한천 주변의 충적지와 이어진다. 청양 일대는 경기육괴의 서남단에 속하며 선캄브리아기의 편암 및 편마암복합체가 기반암을 형성하고 있다. 이들의 암종은 호상편마암, 화강편마암, 흑운모 및 각섬석 편암이 주류를 이룬다. 또한 이를 부분적으로 중생대 육성퇴적암류가 부정합으로 피복하고 있으며, 중생대 쥐라기 및 백악기의 화강암질암이 관입하였다. 이 퇴적암류는 탄층을 포함한 흑색 셰일, 흑색 사암 및 역암 등으로 구성되어 있다(Um and Lee, 1963).

따라서 연구지역 일대에도 선캄브리아기의 편마암복합체가 기저를 이루며 중생대 쥐라기의 퇴적암류와 백악기의 석영반암 및 신생대 제4기 충적층 등이 분포한다. 이 편마암복합체는 크게 편암 및 편마암류로 구분되며, 편마암류는 호상편마암과 화강편마암 및 각섬석 편마암 등이 주류를 구성한다. 이 중에서 가장 넓은 면적을 점유하는 암석은 화강편마암과 호상편마암 및 흑운모 편암으로 낮은 구릉지에 분포한다.

중생대 쥐라기의 대동누층군에 속하는 퇴적암류에서는 흑색 셰일, 흑색 사암, 암회색 사암, 잡사암, 역암질 사암 및 역암 등의 전형적인 육성퇴적암이 분포하며, 이 중에서 암회색 사암과 흑색 셰일이 비봉산과 가장 인접한 양상을 보인다. 이를 제4기의 충적층과 하상퇴적층이 피복하며 비봉 일대에 넓게 분포한다(Fig. 8). 지형 및 지리적으로 보았을 때, 유적을 구성하는 석재는 인근의 록평리 일대에서 모두 확인되고 있어, 이 지역을 중심으로 석재의 산지를 탐색하였다.

Figure 8. Simplified geological map around the study area.

3.2.2. 산지탐색

록평리 유적에서 석곽묘가 분포하는 지점은 육성퇴적암과 편마암이 기반암을 이루는 곳으로 유적 주변에서 기반암의 노두와 대형 전석을 쉽게 볼 수 있다. 따라서 석곽묘를 구성하는 5종의 암석들은 록평리 일대에서 수급하기 수월하였을 것으로 판단된다. 이 연구에서는 유적 인근의 지질도를 참고하여 현장조사를 수행하였다. 이 과정에서 석곽묘에 사용한 암석의 추정산지를 설정하고, 유적지 동쪽의 비봉산 서북쪽 사면을 중심으로 정밀하게 탐색하였다.

추정산지 탐색지점은 유적과 인접한 비봉산의 북서쪽 사면으로 잘 발달된 가지능선과 급사면의 노두로부터 떨어져 퇴적된 애추가 넓게 분포한다. 각각의 암설지대에는 다양한 종류와 크기의 암설군이 확인되며, 노출 또는 절개 면에서는 비교적 신선한 여러 종류의 암반을 볼 수 있다. 또한 탐색지점 내에서는 록평리 유적에 사용된 석재와 동일 종류의 흑색 사암, 잡사암, 점판암, 역암 및 편마암이 모두 나타난다.

따라서 비봉산 북서쪽 사면에서 유적지 일대와 인접한 암설지대는 연구대상 석곽묘의 잠재적 원산지로 충분한 조건을 갖추고 있다. 이를 바탕으로 석곽묘에 활용한 석재와 동일 종류의 암석을 탐색하여 동질성 분석용 시료를 확보하였다(Fig. 9). 시료는 암석의 종류에 따라 1개씩 총 5개이며, 각 시료의 암종은 Table 3과 같다. 이들은 석곽묘의 동종 석재와 매우 유사한 특징을 보이나, 쇄설성 퇴적암은 생성과정에 따라 하나의 암석에서도 미세조직과 조암광물 및 화학조성의 불균질성을 나타날 수 있어 암상의 다양성에 대한 세심한 검토가 요구된다.

Table 3 . Rock samples of presumed provenances for stone properties from the stone-lined tombs in the study area.

Rock type	No.	Location
Black Sandstone	CS-BS	Northwest slope of Mt. Bibongsan
Greywacke	CS-GW
Slate	CS-SL
Conglomerate	CS-CG
Gneiss	CS-GN

Figure 9. Representative rocks showing the presumed provenances for the stone-lined tombs in the study area. (A) CS-BS, (B) CS-GW, (C) CS-SL, (D) CS-CG, (E) CS-GN. Sample numbers are the same as those of Table 3.

3.2.3. 암석광물학적 동질성

석곽묘의 석재와 추정산지 암석의 동질성 검토를 위해 실체 및 편광현미경 관찰과 X-선 회절분석을 수행하였다(Fig. 10, 11). 추정산지 흑색 사암의 현미경 관찰 결과, 유적의 석재와 유사한 흑색 내지 암회색의 기질이 확인되며, 조직과 입자의 차이도 거의 없다. 편광현미경하에서 석영의 크기와 형태도 거의 같으며, 기질의 조직도 큰 차이는 나타나지 않는다. X-선 회절분석 결과, 추정산지 시료에서 석곽묘 암석보다 운모류와 녹니석 및 장석류 등이 높게 검출되나, 두 암석의 조암광물에는 차이가 없어 암석광물학적 유사성은 높은 것으로 판단된다.

Figure 10. Representative stereoscopic and polarizing microphotographs showing the rocks from the presumed provenance for the stonelined tombs in the study area. PPL; under the plane polarized light, XPL; under the cross polarized light.

Figure 11. X-ray powder diffraction patterns showing the rocks from the presumed provenance for the stone-lined tombs in the study area. Q; quartz, Ch; chlorite, M; mica, Pl; plagioclase, Af; alkali feldspar.

추정산지에서 수습한 잡사암도 석곽묘 석재와 동일한 광물조성이 확인된다. 현미경 관찰에서도 1mm 내외의 석영이 두 시료 모두 유사하며 기질을 포함한 불투명광물의 여부까지 매우 흡사한 산출상태를 보인다(Fig. 10). 특징적으로 두 암석의 기질은 모두 풍화된 장석과 운모 및 녹니석 등으로 이루어졌으며, 기질 사이에는 운모의 가상조직이 함께 관찰된다. 두 암석은 약간의 조직적 차이만 존재할 뿐 전반적인 특징은 거의 같다.

점판암은 실체현미경하에서 미립의 석영이 공통적으로 관찰되며, 편광현미경에서도 0.5mm 이하의 석영과 불투명 광물 및 미약한 벽개가 확인된다(Fig. 10). 또한 석곽묘의 석재와 추정산지 암석 모두에서 길게 신장된 운모가 일정한 방향성을 보이는데, 이는 추정산지 암석에서 더욱 높은 빈도로 나타난다. 구성광물의 조성은 큰 차이가 없으나, 산지시료에서는 미량의 녹니석이 동정된다. 이와 같은 특징을 종합할 때, 두 암석간의 동질성은 높은 것으로 판단된다.

추정산지의 역암과 석곽묘의 역암은 비교적 유사한 산출상태를 보이나, 서로 다른 크기의 역들이 다양하게 포함되어 있어 전체적인 암상에는 약간의 차이가 있다. 또한 기질의 색과 입도 및 조직도 약간의 차이가 존재하며, 현미경 관찰에서도 5mm 이상의 역과 각형의 석영이 확인되는 등 기재적인 특징이 약간 다르다(Fig. 10).

추정산지 시료는 기질에서 운모의 가상조직이 확인되는데, 이는 석곽묘 석재에서도 볼 수 있다. 또한 X-선 회절분석에서 녹니석과 흑운모가 동정되며(Fig. 10), 이를 통해 약한 변성작용을 받았음을 알 수 있다. 두 암석은 약간의 차이는 존재하나, 추정산지의 역암과 석곽묘의 역암도 암석광물학적 동질성이 높은 것으로 판단된다.

편마암은 추정산지 암석과 석곽묘 시료 모두에서 뚜렷한 편마구조가 관찰된다(Fig. 10). 현미경하에서는 우백대의 산출상태가 다소 상이하나, 이는 불균질한 암상을 고려했을 때 아주 부분적인 차이로 보이며, 두 암석의 조직적 동질성은 충분하다. 우백대는 양자 모두 석영과 알칼리 장석 및 사장석 등으로 구성되며, 우흑대는 흑운모와 녹니석이 주류를 이룬다. 석영은 신장된 형태를 보이며, 기질은 가상조직의 운모와 함께 불투명 광물이 혼재되어 나타난다. X-선 회절분석 결과로 볼 때도 두 암석 모두 동일한 조암광물이 확인된다(Fig. 11).

한편 이들의 미세자기적 동질성을 검토하기 위해 전암대자율을 측정하였다. 이를 그래프에 도시하면, 석곽묘석재와 마찬가지로 추정산지 동일 종류의 암석 역시 대부분 0.500×10^-3 SI un it 이하의 낮은 대자율 분포를 보였다(Fig. 12). 추정산지 암석의 평균 대자율을 자세히 살펴보면, 흑색 사암 0.072, 잡사암 0.106, 점판암 0.127, 역암 0.213 및 편마암은 0.173의 범위이다.

Figure 12. Magnetic susceptibilities showing the rocks from the presumed provenances and the stone-lined tombs in the study area.

이는 암상에 따라 부분적인 차이는 있으나 석곽묘 및 추정산지의 동일 암석은 거의 같은 대자율 값을 지시하는 것이다. 석곽묘의 암석 중 가장 높은 대자율 값을 보인 편마암(최대 0.711)은 추정산지 시료에서는 상대적으로 낮게 측정되었다. 그러나 석곽묘 석재와 추정산지 편마암의 평균 대자율 값은 매우 유사하다. 또한 다른 추정산지 암석의 대자율은 모두 1.0 미만으로 전반적으로 낮은 값을 보이며 석곽묘 암석과 유사하다.

이를 그래프에 중첩하여 비교한 결과, 각각의 암석 종류에 따른 대자율 값이 모두 거의 동일한 범위 내에 도시되었다(Fig. 12). 따라서 연구대상 유적의 석곽묘 석재와 추정산지의 모든 암석은 거의 동일한 미세자기적 특징을 갖는 것으로 판단된다. 그러나 퇴적암은 동일 종류라 하더라도 조직 및 조성의 다양성을 내포한다. 이를 입증하기 위해서는 각각의 암석에 대해 지구화학적 동질성을 함께 검토하여 석재의 공급지를 해석해야 한다.

3.2.4. 지구화학적 동질성

일반적으로 모든 종류의 암석은 같은 층준 또는 동일 암체에 분포할지라도 부분적으로 산출상태와 암석학적 특징에 차이가 있으며, 경우에 따라 광물조성과 대자율값도 불균질하게 나타나기도 한다. 특히 화성암에 비해 퇴적암과 변성암에서 더욱 다양한 특징을 갖는다. 이들의 동질성을 보다 정량적으로 검증하기 위해 지구화학적 성질에 대한 비교가 필요하다.

따라서 석곽묘의 석재와 추정산지 암석에 대하여 주성분과 미량 및 희토류 원소의 함량(Table 4)을 표준화하여 지구화학적 거동특성을 검토하였다. 각각의 암석에 대한 표준화는 일반적 화성암의 함량을 기준으로 활용하였으며(Gavindaraju, 1989; Nockolds, 1954; Taylor and Mclennan, 1985; Pearce, 1983), 이를 Fig. 13에 제시하였다.

Table 4 . Compositions of major (wt.%), some minor and rare earth (ppm) elements for stone properties from the stone-lined tombs and presumed provenance rocks around the study area. Sample numbers are the same as those of Table 1, and 3.

No.	Stones of stone-lined tombs					Rocks of presumed provenance
	C-BS	C-GW	C-SL	C-CG	C-GN	CS-BS	CS-GW	CS-SL	CS-CG	CS-GN
SiO2	93.75	65.84	71.99	62.56	69.18	79.95	66.99	60.56	63.47	68.21
Al2O3	4.01	18.69	16.31	17.61	18.59	11.44	18.28	21.17	17.91	16.88
Fe2O3	0.72	5.72	1.26	9.49	3.43	2.64	4.95	6.37	8.90	6.31
MnO	0.01	0.04	0.04	0.05	0.02	0.01	0.04	0.04	0.05	0.04
MgO	0.14	0.58	0.12	0.94	0.26	0.31	0.57	1.14	0.83	0.68
CaO	0.03	0.04	0.26	0.02	0.02	0.03	0.02	0.02	0.03	0.02
Na2O	0.08	0.39	0.87	0.25	0.22	0.14	0.17	0.35	0.17	0.23
K2O	0.96	3.97	3.46	3.5	4.81	2.79	4.53	4.64	4.01	3.75
TiO2	0.05	1.36	0.58	1.25	0.33	0.30	1.04	1.04	1.20	1.03
P2O5	0.04	0.13	0.22	0.05	0.04	0.07	0.10	0.08	0.07	0.06
LOI	0.91	3.67	3.48	3.63	3.36	2.27	3.81	4.18	3.87	3.14
Total	99.79	96.76	95.11	95.72	96.90	97.68	96.69	95.41	96.64	97.21
Ba	206	983	540	817	1,330	361	1,020	912	999	914
Be	1	6	2	5	5	2	5	4	4	5
Cd	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5
Co	1	5	1	12	4	3	4	5	10	7
Cr	1	34	74	43	31	26	36	64	51	38
Cu	4	13	2	9	31	9	7	6	20	6
Hf	1.5	15.1	6.3	16.2	4.6	12.9	12.1	8.4	16.6	12.6
Ni	10	29	9	26	15	24	20	31	25	22
Pb	16	44	26	26	25	15	55	16	28	48
Rb	60	210	110	140	220	160	220	230	170	140
Sc	0.9	8.6	9.3	10.8	5.8	4.9	7.7	12.6	15.4	12.4
Sr	23	159	113	50	47	66	77	106	55	51
V	8	44	72	42	17	19	31	51	50	39
Zn	11	85	27	151	45	72	101	84	123	84
Zr	51	670	230	638	187	463	534	319	658	529
La	10.3	244.0	33.9	75.9	35.8	83.3	116.0	180.0	90.9	109.0
Ce	19	295	77	163	58	113	171	353	216	215
Nd	5	126	29	63	23	81	57	154	81	82
Sm	1.5	14.8	6.1	11.1	4.9	13.5	6.4	25.1	13.9	15.4
Eu	0.3	1.9	1.3	1.5	0.7	1.6	0.5	2.5	1.5	1.4
Tb	<0.5	<0.5	1.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5	<0.5
Yb	0.6	3.3	4.4	6.1	1.1	2.4	1.3	5.7	5.2	3.5
Lu	0.07	0.31	0.53	0.67	0.17	0.28	0.16	0.67	0.61	0.37

Figure 13. Diagrams showing the normalized major elements (A), rare earth elements (B), compatible and incompatible elements (C) patterns of the rocks from the presumed provenances and the stone-lined tombs in the study area.

흑색 사암의 검토 결과, 주성분 원소에서는 석곽묘 시료가 추정산지 시료 보다 SiO₂를 제외한 대부분 결핍된 상태를 보였으며, 미량 및 희토류 원소의 증감과 진화경향이 다소 달랐다. 그러나 양자의 호정 및 불호정 원소의 거동특성에서는 비교적 일치하는 경향이 나타난다. 또한 주성분 및 희토류 원소의 전체적인 거동경향성은 모두 유사하게 나타난다. 따라서 육성퇴적암의 불균질성을 고려한다면, 석곽묘 및 추정산지의 흑색 사암은 동일기원의 암석으로 볼 수 있다.

한편 석곽묘와 추정산지 잡사암의 지구화학적 거동특성 검토 결과, 주성분 원소에서 Al₂O₃와 Fe₂O₃ 및 TiO₊₂는 부화한 모습을 보이나, CaO와 Na₂O는 상대적으로 결핍된 상태이다. 그러나 전체적인 경향성은 매우 일치도가 높아 상당한 동질성을 보인다. 또한 희토류 원소와 호정 및 불호정 원소의 거동특성도 거의 동일하게 나타난다. 이를 앞선 분석결과와 함께 검토할 때 두 암석은 서로 동일 기원임을 명확히 설명할 수 있다.

점판암은 MgO와 CaO의 부화도가 교차되는 양상을 보인다. 이는 편광현미경으로 관찰한 바와 같이 흑운모의 변질에 의한 녹니석의 산출에 따른 광물조성의 차이가 반영된 것이다. 그러나 다른 주성분 원소들은 거의 동일한 거동특성을 갖는다. 미량원소 또한 약간의 부화도 차이는 있으나 전반적인 경향은 유사하다. 희토류 원소는 산지 시료에서 상대적으로 부화된 모습을 보이나, 중희토류로 갈수록 부화도가 낮아지는 경향이 일치한다. 호정 및 불호정 원소는 부분적인 부화도 차이를 제외하면 높은 일치도를 보였다. 이를 통해 석곽묘의 점판암은 추정산지의 암석과 동일한 것을 알 수 있다.

역암은 퇴적 당시 기질 내에 다양한 형태와 종류의 역이 혼입되고, 이에 따라 균질성이 다른 암종에 비해 떨어진다. 이 연구에서는 분석의 정확도를 높이기 위해 전처리 과정에서 역을 제외하였고, 기질에 대한 분석을 수행하였다. 이 결과, 거의 부화도 차이 없이 주성분, 희토류, 호정 및 불호정 원소의 표준화 결과에서 매우 높은 유사도가 확인된다(Fig. 13). 따라서 연구대상 석곽묘와 추정산지의 역암은 동일한 성인을 거쳐 생성된 같은 종류의 암석으로 해석된다.

편마암의 화학조성에 대한 표준화 결과, 주성분 원소에서 Fe₂O₃와 MnO 및 TiO₂ 등이 추정산지 암석에서 약간 부화되어 나타난다. 미량원소에서는 거의 동일한 진화경향을 보였으며, 특히 희토류와 호정 및 불호정 원소는 거동양상에서 매우 높은 일치도를 보였다(Fig. 13). 따라서 유적의 편마암과 추정산지의 편마암은 동일 기원의 암석으로 판단된다.

이와 같이 지구화학적 거동특성 분석결과와 암석광물학적 특징을 종합하면, 록평리 유적 석곽묘를 구성하는 5종의 석재는 유적 인근의 비봉산 북서쪽 사면에 분포하는 암석과 동일기원의 석재로 밝혀졌다. 따라서 록평리 석곽묘의 석재는 모두 유적지 인근에서 자급자족한 재료인 것으로 해석할 수 있다.

4.1. 산지해석 및 조달체계

이 연구에서는 청양 록평리 유적의 석곽묘를 구성하는 5종의 변성퇴적암질 석재에 대한 원산지와 재료수급 및 운반경로를 검토하였다. 따라서 유적지 일대의 지질과 암석분포에 대한 탐색을 통해 연구대상 인근인 비봉산 북서사면에서 석곽묘의 석재와 동일한 5종의 암석분포를 모두 확인하였다. 또한 동일 암종의 산출상태와 암석광물학적 동질성을 규명하여, 이들은 모두 유적 인근에서 자급자족한 석재임을 입증하였다.

특히 록평리 석곽묘에서 가장 많이 활용한 석재인 흑색 사암과 편마암은 유적지 인근에 넓게 분포하는 암석이다. 흑색 사암을 포함하여 잡사암, 점판암, 역암 및 편마암은 동일 암편에서도 불균질성이 심한 변성퇴적암으로서 각각의 석재는 산출상태와 암석광물학적 특성에서 약간의 차이가 있다. 따라서 동일 종류의 석재에서도 양자는 전체적인 암상과 조암광물의 종류 및 미세조직에서 조금씩 차이가 있고 지구화학적 동질성에서도 부분적인 차이를 보였다.

그러나 유적의 석재와 산지의 동종 암석은 각각 성인적으로 같은 암석들이며, 생성과정의 불균질성을 감안하더라도 양자의 지구화학적 진화경향은 상당한 동질성을 유지하였다. 이 석재들은 모두 유적의 기반암을 이루고 있을 뿐만 아니라 유적의 반경 500m 이내에 분포하는 암석들이다. 따라서 특별한 조달체계 없이도 약간의 노동력으로 현장에서 자급자족이 가능한 석재이다(Fig. 14). 이 석재들은 특별한 치석을 거치지 않고도 간단한 할석 과정을 통해 모서리 등을 조금씩 다듬고 다소 거칠지만 자연스럽게 모양을 맞춰가며 축조할 수 있었을 것이다. 그러나 석곽묘의 바닥에 시설한 부석은 주로 균질한 흑색 사암을 일정한 크기로 가공하여 사용하였다.

Figure 14. Possible provenance interpretation showing the stone properties of the stone-lined tombs around the study area. (A, B) Detailed topographic distributions around the study area.

이를 종합하면, 청양 록평리 유적의 석곽묘는 유적 인근에서 자급자족한 흑색 사암, 잡사암, 점판암, 역암 및 편마암 등을 활용하였으며, 특별한 조달체계 없이도 필요에 따라 노동력을 들여 운반한 것으로 판단된다. 또한 석곽묘의 축조에는 자연석의 모양을 그대로 활용하면서 약간의 할석과 다듬는 과정을 통해 사용하였으나, 부석에는 인위적인 선별이 있었을 것으로 해석된다.

4.2. 용도 및 시대적 활용성

연구대상 석곽묘 15기를 구성하는 석재는 육성기원 변성퇴적암류로 모두 인근에서 조달한 석재로 판단된다. 석곽묘의 암석 중 가장 높은 점유율을 차지하는 것이 흑색사암이며, 잡사암과 점판암 및 역암과 편마암 등을 혼용되었다. 석곽묘 구성석재는 단벽의 방위와 위치에 따른 암석의 차별적 사용은 확인되지 않는다. 또한 축조시기에 따른 뚜렷한 공통점도 발견되지 않는 것으로 보아 축조 당시 암석의 특별한 선별적인 활용은 없었던 것으로 해석된다. 그러나 1지점에서 흑색 사암의 사용빈도는 압도적으로 높으며, 5지점에서는 편마암이 우점종으로 확인된다.

이를 자세히 살펴보았을 때, 5지점에 분포하는 통일신라시대 석곽묘에서는 편마암이 우점종으로 산출되며, 통일신라시대 4호 석곽묘는 모든 석재가 점판암이다. 이는 시대와 용도에 따른 석재의 선별적 사용이라기보다는 5지점의 기반암이 편마암으로 구성되어 있어 인근에 더 많이 분포하는 석재를 선택한 것으로 판단할 수 있다. 그러나 통일신라시대 4호 석곽묘의 경우 조성 당시에 의도적으로 단일 점판암만을 사용하였을 가능성이 있다.

또한 연구대상 1지점 석곽묘의 바닥면 부석시설은 부분적으로 산출되는 역암과 잡사암을 제외하면 대부분 흑색 사암으로 구성되어 있다. 흑색 사암은 특별한 무늬가 없는 치밀하고 견고한 암석으로 일정한 색과 균질한 산출상태를 갖는다. 이를 근거로 1지점의 석곽묘에는 축조 당시 의도적으로 비교적 일정하게 가공한 흑색 사암을 활용하였을 가능성이 매우 높아, 부석시설에는 인위적인 암종의 선별이 있었던 것으로 판단된다.

이를 종합할 때, 록평리 유적의 석곽묘를 구성하는 석재는 축조과정에서 시대와 위치 및 방위 등 다양한 조건에 따른 재료의 특별한 선별적 활용은 없었던 것으로 판단되나, 축조지점에 따른 석재조달의 수월성을 위한 선택은 반영된 것으로 보인다. 특히 일부 석곽묘의 바닥에 설치한 부석은 인위적인 석재의 선별과 가공이 있었던 것으로 해석하였다.

1. 청양 록평리 유적은 삼국시대와 통일신라시대 및 고려시대의 석곽묘가 분포하고 있는 대규모 매장유적이다. 연구대상 석곽묘는 시대에 따른 석재의 사용과 조달체계 등 당시의 매장문화를 밝힐 수 있는 중요한 학술적 가치를 지니고 있다.

2. 이 연구에서는 록평리 유적의 1지점과 5지점에 분포하는 15기의 석곽묘를 대상으로 석재의 산출상태와 재질분석을 통해 암석의 원산지와 사용성을 해석하였다. 이 결과, 유적의 석곽묘로 사용한 암석은 흑색 사암, 잡사암, 점판암, 역암 및 편마암 등 총 5종으로 동정되었다.

3. 석곽묘의 석재와 추정산지 암석에 대한 암석광물학적 동질성 검토 결과, 석곽묘와 추정산지의 동종 암석은 모두 유사한 산출상태를 가진다. 또한 전암대자율에서도 각각의 동종 암석은 모두 같은 범위에 도시되며, 특별한 차이는 나타나지 않았다. 따라서 석곽묘의 석재와 추정산지의 동종 암석은 높은 성인적 동질성을 보였다.

4. 석곽묘의 석재와 동일한 산지암석은 각각 성인적으로 같은 암석이며, 생성환경의 불균질성을 감안하면 양자의 지구화학적 진화경향은 상당한 동질성을 갖는다. 이는 모두 유적의 기반암을 이루며 유적의 반경 500m 이내에 분포한다. 따라서 특별한 조달체계 없이도 현장에서 자급자족이 충분했을 것으로 판단된다.

5. 록평리 유적의 석곽묘를 구성하는 석재는 축조과정에서 시대와 위치 및 방위 등 다양한 조건에 따른 재료의 특별한 선별적 활용은 없었던 것으로 고찰하였다. 그러나 5지점의 통일신라시대 석곽묘는 편마암의 비중이 높고 점판암만으로 구성한 석곽묘도 있다. 이는 축조지점에 우세하게 분포하는 석재와 조달의 수월성이 반영된 것으로 보인다. 또한 일부 석곽묘의 부석시설에는 흑색사암이 높은 점유율을 갖는 것으로 보아, 인위적인 정선이 있었던 것으로 해석하였다.