• Material characteristics of bricks and roof tiles in modern Mongolian architecture were studied.

• Making techniques and firing temperature of bricks and roof tiles were interpreted.

• Compositional homogeneity and archaeometry of bricks and roof tiles were investigated.

울란바토르에 있는 복드칸(Bogd Khaan) 궁과 초이진(Choijin) 라마사원은 몽골의 대표적인 근대건축유산으로19세기 말에서 20세기 초에 세워진 것이다. 복드칸 궁은3개의 문과 6동의 티베트 불교형식 사원 및 왕과 왕비가기거했던 러시아식 2층 건축물로 구성되어 있으며, 현재는 복드칸 왕조의 다양한 유물을 전시한 박물관으로 활용하고 있다(Fig. 1A, 1B).

Figure 1. Photographs showing the location and general view of the study sites. (A) Location of the studied sites at downtown in Ulaanbaatar. (B, C) General landscape of Bogd Khaan Palace and Choijin Temple.

초이진 사원은 몽골의 최후 통치자였던 복드칸이 동생이자 승려인 초이진 라마를 위해 설립한 것으로 알려져있다(Fig. 1A, 1C). 이 사원에는 5개의 크고 작은 건물이남아있으며, 17세기부터 근현대에 이르기까지 몽골의 회화와 조각상, 자수, 의식용 탈, 의복, 목재와 청동 불상,탱화 등 불교를 중심으로 많은 예술품이 전시되어 있다.

이들은 모두 시가지의 중심에 위치해 현대식 건물에 둘러 싸여 있으며 동드(Dund)강을 경계로 남북으로 2km정도의 거리를 두고 떨어져 있다(Fig. 1A). 또한 주요 건축물들은 거의 같은 시기에 건립된 벽돌조의 벽체에 기와를 올려, 사용한 재료도 매우 유사하며 역사 및 문화적으로 중요한 의미가 있다(Fig. 1B, 1C). 이들은 대부분의 건축유산과 마찬가지로 주요 부재는 자연적 또는 인위적 요인에 의해 손상되었으며, 특히 울란바토르의 대륙성 기후로 인해 심한 풍화작용을 받았다.

복드칸 궁은 1893년부터 1903년에 건축되었으며, 전각의 지붕이 대부분 녹색을 보여 녹색궁전 또는 녹색사원으로 알려져 왔다. 이는 많은 사람들이 찾는 박물관인 동시에 기도와 명상을 드리는 종교적 건축물이다(Oyunbileg, 2020; Tsultemin, 2017). 초이진 사원은 1899년에서 1901년 사이에 준후레(Zuun Khuree)가 처음 지었으나, 1903년 겨울의 화재로 불전과 건물들이 전소되어 1904년에다시 건축을 시작하여 1908년에 완공되었다(Hong and Erdenetsogt, 2020; Kelley, 2020).

이들은 각각 여러 전각과 불전으로 구성되어 있었으나이른바 1921년 몽골혁명 이후 정치숙청시기에 대부분 파괴되었고, 1924년에는 복드칸 궁에 근대식 목조건축을 신축하였다. 1960년 4월부터 이듬해 5월 사이에는 건물과전시물을 원래 형태로 보존하기 위해 주로 중국 전문가에 의해 수리와 보수가 수행되었다. 이후 1995년부터2007년까지 여러 차례의 복원이 이루어 졌으며 현재까지도 지속되고 있다. 두 사원은 모두 중요 건축물과 삼문,영벽, 고루, 패루 및 게르(ger) 등이 남아있어 박물관으로관리하고 있다(Ochir and Enkhtuvshin, 2003; Sneath and Kaplonski, 2010).

2015년부터는 문화유산 보존 및 복원에 대한 조사와교육 및 연구가 강화되었고 2018년에는 한국 전문가와협력하여 초이진 사원에 대한 디지털기록화가 수행되었다(Jo et al., 2020; National Research Institute of Cultural Heritage in Korea, 2019). 2023년부터 복드칸 궁과 초이진 사원에 대한 보수가 재개되었고, 특히 벽돌과 지붕 등주요 건축재료에 대한 수리와 단청 등의 복원이 진행되고 있다. 보수와 복원에 사용하는 재료는 대부분 중국에서 지원하고 있으나, 이들에 대한 품질과 재료학적 특성을 확인하기는 어려운 상태이다.

이 연구에서는 복드칸 궁과 초이진 사원의 초축에 사용한 벽돌과 기와 및 1960년대 중국에 의해 보수된 벽돌과 기와에 대한 재료학적 특성을 분석하였다. 이들은 문화유산의 진정성과 보수용 재료의 조달체계를 설명할 수있는 중요한 자료이나(Lee et al., 2023; Park et al., 2022),현재까지 몽골의 건축문화유산에 사용한 재료에 대해 이와 같은 연구는 보고된바 없다. 따라서 이 결과는 근대몽골건축과 전통재료의 고고과학적 의미를 해석할 수 있는 자료가 될 것이며, 향후 몽골 문화유산의 원형보존과보수과정의 기록화에 크게 기여할 수 있을 것이다.

2.1. 배 경

몽골의 대초원과 유목지 인근의 암반에는 선사시대부터 중세에 이르기까지 암각화와 거석문화의 흔적이 잘남아 있다(Wright, 2021). 특히 17~19세기 도시의 성립과함께 많은 사원이 건립되었고, 몽골인의 예술과 생활 및건축방식에 따라 독특한 발전시기를 거치며 정착하였다.당시는 종교가 지배적이었기 때문에 건축양식에도 종교적 특성이 강하게 표현되어 있다. 이 시기 몽골건축의 특징 중 하나는 외부에서 유입된 대형 사원과 함께 몽골의 유목 및 농업적 전통과 관련한 특유의 몽골식 건축기술로 발전하였다(Ochir and Enkhtuvshin, 2003; Sneath and Kaplonski, 2010).

몽골에서도 정착지를 갖춘 사원이 증가함에 따라 석재와 벽돌로 지어진 견고하고 편리한 대형 건물이 증가했고, 이 과정에서 당시 정치와 문화 및 종교적 지위를 갖고 있던 인도와 티베트 또는 중국의 건축양식이 몽골의민족건축에 영향을 주었다(Munkhzul, 2021). 특히 사원의 입지에는 산과 하천 등 자연적 요소뿐 아니라 건축에필요한 목재, 석재, 골재 및 흙과 같은 재료의 가용성 자원이 중요한 요소로 작용하였다(Ochir and Enkhtuvshin, 2003; Sneath and Kaplonski, 2010).

또한 자연경관을 훼손하지 않고 지리적 적합성 및 바람의 방향 등 다양한 요소를 고려해 공간을 계획하였다.그러나 복드칸 궁의 건축은 주로 중국양식이며 몽골과만주족의 종교적 상징으로 장식되어 있다(Fig. 2A). 건축에 사용한 주요 재료는 검은색 목재와 화강암 및 회청색벽돌과 기와였으며, 문양과 외관을 장식하기 위해 흙과페인트를 활용하였다(Munkhzul, 2021).

Figure 2. Photographs showing the appearance of Bogd Khaan Palace (A) and Choijin Temple (B) in the early 20th century of Mongolia.

초이진 사원은 티베트 불교양식으로 건축되었으며 1906년의 기록에는 석재, 목재, 벽돌, 기와 및 흙으로 건축된55개의 사원이 있었던 것으로 알려져 있다(Hong and Erdenetsogt, 2020; Kelley, 2020). 그러나 이들은 모두 공간적으로는 다른 몽골 사원에서 볼 수 있는 주요 구조물을중심으로 대칭의 폐쇄된 공간을 조성하였다(Fig. 2A, 2B).

19세기 말에서 20세기 초에는 현재 울란바토르의 북부에 많은 중국인들이 거주하며 무역과 수공업에 종사하였다. 또한 울란바토르 북쪽 산비탈에는 공장이 있어 벽돌과 기와를 생산하였다고 한다. 특히 복드칸 궁과 초이진사원의 건축에 사용한 목재와 벽돌은 몽골이 직접 만들었으며, 시공은 중국인에게 맡겼다고 기록되어 있다 (Oyunbileg, 2020). 따라서 복드칸 궁과 초이진 사원에 활용한 벽돌과 기와는 울란바토르에서 생산되었을 가능성이 높다.

시대와 지역을 막론하고 벽돌과 기와의 제작은 재료가가장 중요하나, 근대건축에서 재료의 수급과 조달체계는아직 많은 연구를 필요로 한다. 따라서 이 연구는 몽골에 근대식 궁궐 및 사원건축이 도입된 이후 역사적 발전과정의 시작단계에 해당하는 1900년대 건축의 기초와 재료학적 특징을 밝힐 수 있는 중요한 자료가 될 수 있다.

2.2. 사이트 환경

복드칸 궁과 초이진 사원은 도심에 있으며, 1924년부터 박물관으로 활용하고 있다. 울란바토르는 해발 1,350m정도에 분포하며, 몽골의 중심에서 약간 동쪽으로 치우쳐투울(Tuul)강과 인접한다. 남쪽으로는 2,250m의 복드칸산이 둘러싸며 넓은 초원과 숲이 발달한다. 또한 서쪽과북쪽으로는 산림과 넓은 초원이 경계를 이룬다. 울란바토르는 높은 위도와 고도를 가진 내륙으로 시베리아 기단의 영향을 받아 습윤한 대륙성 기후 중 따뜻한 여름이 있는 대표적인 대초원기후(steppe) 지대이다(Altantsetseg et al., 2007; Oyunbat et al., 2023).

특히 짧고 따뜻한 여름과 길고 몹시 추운 건조한 겨울은 1월의 최저기온이 영하 40°C에 달하며, 연간 강수량은 270mm 정도로 대부분 5월부터 9월 사이에 집중된다.울란바토르의 연평균 기온은 -0.4°C로 툰드라 기후를 가져겨울에는 지속적으로 추운 날씨를 보이고, 4월말에서 10월초까지는 비교적 따뜻하다(Tomurtogoo, 2006).

몽골에는 시생대부터 신생대 제4기까지 다양한 지층과암석이 분포한다. 특히 울란바토르 지역의 지질은 고생대 중기의 퇴적암 복합체와 석탄기의 퇴적암으로 구성되어 있으며 사암과 셰일 및 이암 등 쇄설성 퇴적암류가 주류를 이룬다(Adachi et al., 2007; Badarch et al., 2002).그러나 시가지 일대는 충적층이 비교적 넓게 분포하며,여기에는 지난 400여 년 동안 인구집중과 도시화 및 산업화의 영향에 따라 원래의 자연적 토성을 거의 상실한테크노솔(technosol) 토양이 대부분을 구성한다(Oyunbat et al., 2023).

따라서 각각의 토양조성을 파악하기 위해 상세히 살펴본 결과, 복드칸 궁 일원의 토양은 주로 제4기 충적층 기원의 암갈색 내지 암녹색 토양에 비교적 균질한 미사와중립사가 혼재된 미사질 토양층으로 구성되어 있었다. 반면 초이진 사원의 부지는 제4기 충적기원의 대규모 하상토층인 모래와 식양토로 구성된 미사질 양토의 특성을갖는다(Shabanova et al., 2019).

2.3. 연구방법

이 연구에서는 먼저 선행보고 자료를 바탕으로 대상 건축물의 용도와 이용역사를 살펴보았으며, 유적의 위치와사이트 환경 및 지질과 토양분포를 검토하였다. 이후 수습한 분석용 시료를 대상으로 물리적, 광물학적 및 지구화학적 분석을 수행하여 이들의 재료학적 특성을 규명하였다. 모든 시료는 육안관찰을 통해 색도와 기질 및 응집상태를 기록하고 실체현미경과 편광현미경으로 보다정밀하게 산출상태와 기재적 특징을 관찰하였다. 또한 미세자기적 특징을 분석하기 위해 모든 시료에 대해 전암대자율을 측정하였다.

연구에 활용한 휴대용 및 실체현미경은 Dino-Lite의AD7013 MZT와 Nikon SNZ1000 모델이며, 편광현미경은 자동계수기가 장착된 Nikon Eclipse E 600W 편광 및반사 겸용현미경이다. 시료의 자화강도는 10-7 SI unit의측정한계를 가진 ZH Instruments사의 SM30모델을 사용하였다. 위치와 시기에 따른 연구대상 시료의 정확한 색도를 측정하기 위해 각각의 단면에 대하여 Konica Minolta의 분광측색계 CM-2600d를 이용하였다.

일부 벽돌 및 기와의 미세조직과 정성분석을 위해 주사전자현미경(TESCAN MIRA3 LMH)을 활용하였다. 이때의 가속전압은 20kV로 시료는 백금으로 코팅하였으며, EDS 분석도 병행하였다. 구성광물의 정밀한 동정을 위해 Rigaku사의 DMAX2000을 사용하여 X-선 회절분석하였으며, 분석조건은 CuKα에 40kV 및 100mA이다. 대표시료의 열이력과 광물상전이를 검토하기 위해 시차주사열량(DSC 8000, Perkin Elmer)과 열중량(TGA Pyris 1, Perkin Elmer) 분석을 실시하였고, 표준시료를 사용해1,000℃까지 설정하였으며 승온속도는 10℃/min이다.

벽돌과 기와의 기초 내구성과 물성을 파악하기 위해 가비중과 공극률 및 흡수율을 측정하였으며, 조건은 한국산업규격 KS L 4008을 따랐다. 그러나 수습한 시료들 역시 유구의 일부로서 다량의 분석시편을 획득하기 어려워1cm×1cm×1cm로 절단하여 측정에 활용하였다. 모든 시료의 화학적 정량분석은 캐나다 ACTLABS에 의뢰하여유도결합 플라즈마 분광분석(ICP-AES)과 질량분석(ICP-MS) 및 중성자방사화분석(INAA)으로 수행하였다.

3.1. 분석시료

이 연구의 대상은 울란바토르에 있는 복드칸 궁과 초이진 사원의 벽돌과 기와이다. 분석시료는 복드칸 궁의올론 부르칸트(Olan Burkhant)와 초이진 사원의 운덜 개갠(Undur Gegeen) 건물에서 초축 벽돌과 기와 및 중국에의해 보수할 때 사용한 벽돌과 기와를 포함하여 10점을획득하였다. 복드칸 궁의 올론 부르칸트는 2023부터 복원이 진행 중이며, 이 과정에서 벽돌과 기와를 수습한 것이다. 초이진 사원도 보수 중이나, 운덜 개갠은 비교적잘 보존되어 있으며 부분적 손상으로 탈락된 벽돌과 기와를 수습하였다. 이들의 분포와 시료의 위치는 Fig. 3과Table 1에 제시하였다.

Table 1 . Sample names and types of building materials from the study sites.

Sampling Sites	Sample No.	Type	Munsell Color
Bogd Khaan Palace	BB-1	Brick	Gray 5/N	Gray (surface)
	BB-2	Brick	Gray 5/N	Gray (surface)
	BT-1	Roof Tile	7.5YR 6/1	Light gray (surface)
	BT-2	Roof Tile	7.5YR 6/1	Light gray (surface)
Choijin Lama Temple	CB-1	Brick	Gray 6/N	Gray (surface)
	CT-1	Roof Tile	10YR 5/1	Light gray (surface)
	CT-2	Roof Tile	10YR 5/1	Light gray (surface)
	CT-3	Roof Tile	Gray 6/N	Gray (surface)
Chinese Repair Materials	RB-1	Brick	Gray 7/N	Gray (surface)
	RT-1	Roof Tile	Gray 5/N	Gray (surface)

Figure 3. Sampling locations and spots for building materials from the study sites. (A) The Olon Burkhant temple in Bogd Khaan Palace. (B) The Undur Gegeen building in Choijin Temple.

이 중에서 복드칸 궁의 벽돌은 주로 회색을 띄며 1cm 정도의 입경을 갖는 자갈이 들어 있다. 시료의 표면에는백색오염물이 피복되어 있고 내부에는 많은 공극이 분포한다(Fig. 4A, 4B). 초이진 사원의 벽돌도 공극이 많으며비짐으로 사용한 2mm 내외의 석영이 다수 관찰된다(Fig. 4C). 초이진 사원의 보수에 사용한 벽돌은 비교적 균질하나 담회색 내지 암회색을 보였다(Fig. 4D).

Figure 4. Representative photographs showing the analytical samples from the study sites. (A, B) Bricks from Bogd Khaan Palace. (C) Brick from Choijin Temple. (D) Brick from the repaired by China.

기와는 모두 수키와로 문양은 없으며, 복드칸 궁의 것은 벽돌보다 연한 회색을 띄고 비짐과 공극이 비교적 적다(Fig. 5A, 5B). 초이진 사원의 기와도 복드칸 궁의 기와와 유사한 산출상태를 보이나 색도는 암회색에 가깝다(Fig. 5C~5E). 이 사원의 보수에 사용한 기와는 조직이다소 치밀하나 거의 비슷한 산출상태를 갖는다(Fig. 5F).일부 기와에서는 와도흔이 관찰된다(Fig. 5C, 5D).

Figure 5. Representative photographs showing the analytical samples from the study sites. (A, B) Roof tiles from Bogd Khaan Palace. (C, D, E) Roof tiles from Choijin Temple. (F) Roof tile from the repaired by China.

3.2. 색도 및 대자율 분석

연구대상 벽돌과 기와의 표면 색상을 객관적으로 기록하기 위해 먼셀토색첩을 사용해 분류하였으나(Table 1),이는 유사한 계통의 구분에 한계가 있다. 따라서 정량적수치를 제시하는 분광측색계로 색도를 분석하였다. 모든시료는 24시간 자연건조하고 3회 이상 측정하여 평균값을 산출하였다(Table 2). 이는 국제조명위원회의 명도(L*),적색과 녹색의 정도(a*), 황색과 청색의 정도(b*)를 나타내는 입체좌표이며, 표현에 한계가 있는 명도는 a*와 b*의 상관도에 표시하였다(Fig. 6).

Table 2 . Chromaticity values of building materials from the study sites.

Types		No.	L*	a*	b*	ΔE*
Bricks	Original	BB-1	53.61	2.58	5.18	2.93
		BB-2	61.11	2.02	5.88	4.83
		CB-1	57.01	0.18	3.86	1.97
	Repair	RB-1	53.82	2.05	4.77	2.60
Roof Tiles	Original	BT-1	57.64	0.48	8.66	5.36
		BT-2	56.09	-1.33	7.83	4.82
		CT-1	50.81	2.42	8.89	2.34
		CT-2	52.08	4.31	8.47	2.56
		CT-3	48.18	2.16	6.26	4.62
	Repair	RT-1	51.00	4.01	4.76	3.75

Figure 6. Diagrams showing the chromaticity of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

이 결과, 벽돌의 명도는 53.6~61.1의 범위이며 큰 차이는 없었다. 채도의 상관도(a*, b*)에서도 모두 서로 비슷한 값을 보였다. 기와도 명도(48.2~57.6)는 큰 차이는 없으나, 상대적으로 복드칸 궁의 것이 조금 높았다. 채도에서도 초이진 사원의 기와는 서로 비슷하나 복드칸 궁의것에서 다소 넓은 범위를 나타냈다. 그러나 보수에 사용한 기와는 중간 값을 보였다. 복드칸 궁과 초이진 사원및 보수에 사용한 벽돌과 기와는 모두 유사한 것으로 보아, 채도의 차이가 작은 비교적 일정한 종류를 사용했을가능성이 높다.

이들의 동질성을 보다 명확하게 파악하기 위해 시료별평균값을 기준으로 색차(△E*)를 산출하였다(Fig. 6). 이결과, 복드칸 궁의 벽돌과 기와는 조금 높은 색차를 보였으나 편차는 아주 작게 나타났다. 특히 태토의 색은 광물조성과 소성온도 및 시간 등의 영향을 받는 것으로 볼때 연구대상 벽돌과 기와는 장소 및 시기에 관계없이 거의 유사한 태토와 소성환경을 경험한 것으로 해석할 수있다. 그러나 이를 특정하기 위해서는 지구화학적 동질성과 소성온도 등을 검토해야 한다.

한편 벽돌의 평균 대자율 값은 0.44~0.86(평균 0.61)×10^-3 SI unit로 아주 좁은 범위를 보이며 보수에 사용한 벽돌과 거의 같은 값(0.63)을 지시하였다. 그러나 벽돌과 조금 달리 기와는 평균 0.97~2.72(평균 1.92)×10^-3 SI unit의 분포를 보이며, 보수한 기와의 평균치(0.71)보다 다소높은 값을 보였다. 가장 높고 낮은 값을 갖는 시료는 모두 초이진 사원의 기와였으나, 복드칸 궁의 기와와 큰 차이는 없다(Table 3).

Table 3 . Magnetic susceptibility (×10^-3 SI unit) and basic physical property for building materials from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

Sample Names			Magnetic Susceptibility			Specific gravity	Absorption ratio (%)	Porosity (%)
			Min	Max	Mean
Bricks	Original	BB-1	0.32	0.51	0.44	1.75	21.72	38.05
		BB-2	0.47	0.58	0.53	1.72	26.18	45.05
		CB-1	0.74	0.90	0.86	1.76	17.59	30.92
	Repair	RB-1	0.53	0.69	0.63	1.84	27.50	50.57
Roof Tiles	Original	BT-1	2.54	2.91	2.72	1.82	22.49	40.86
		BT-2	1.13	1.91	1.51	1.72	22.37	38.58
		CT-1	1.92	3.11	2.50	1.74	18.22	31.71
		CT-2	1.29	2.17	1.89	1.74	17.17	29.82
		CT-3	0.72	1.26	0.97	1.71	17.49	29.91
	Repair	RT-1	0.45	0.91	0.71	1.68	20.47	34.31

이와 같이 연구대상 벽돌과 기와의 전제적인 색도와 대자율 분포로 볼 때, 시기와 장소에 큰 관계없이 일부를제외한 대부분의 시료가 유사한 값을 보였다. 특히 벽돌에서 가장 일정한 값이 나타났으나 기와의 일부 시료에서 색도와 대자율 범위가 조금 넓고 높은 것은 서로 다른 원료를 사용했기 보다는 태토의 조성에 암편 등이 포함되어 불균질성이 반영된 것으로 해석할 수 있다.

3.3. 기초물성

벽돌과 기와 등 세라믹 유물의 비중은 재료학적 동질성을 판단하고 치밀도를 비교하기 위해 측정한다. 그러나 이들은 공극이 많아 입자의 실질적 체적 산정이 어려워 겉보기 체적에서 얻은 가비중을 통해 공극률과 흡수율 등을 산출한다. 따라서 연구대상 벽돌과 기와의 가비중과 흡수율 및 공극률을 측정하기 위해 한국산업규격에따라 시편을 제작하였으며, 60°C에서 48시간 동안 건조시켜 건조중량을 측정하였고 상온에서 48시간 침수시킨후 포화중량을 측정하였다(Table 3).

이들의 가비중 측정 결과, 초축 벽돌에서는 1.72∼1.76(평균 1.74)으로 나타났으며, 보수한 벽돌은 1.84로 조금 높은 값을 보였다. 또한 원래 기와에서는 1.71∼1.82(평균1.75)의 범위였으나, 보수에 사용한 기와는 1.68로 다소낮은 값을 기록하였다.

한편 흡수율과 공극률은 각각 초축 벽돌에서 17.59~ 26.18%와 30.92~45.05%로 측정되었다. 보수한 벽돌은27.50%와 50.57%로 상대적으로 초축 벽돌보다 기초물성이 약한 것으로 나타났다. 그러나 기와의 흡수율과 공극률은 17.17~22.49%와 29.82~40.86으로 보수에 사용한 기와와 비슷한 경향을 보였다(Table 3, Fig. 7).

Figure 7. Diagrams showing the absorption ratio versus porosity and specific gravity of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

3.4. 조직 및 광물학적 특징

연구대상 벽돌과 기와의 조직적 특징 및 광물조성을 검토하기 위해 광학현미경으로 관찰한 결과, 복드칸 궁의 초축 벽돌은 담회색과 암회색이 공존하며 크고 작은 공극을 포함하고 있고 석영과 장석 등의 광물이 0.5mm 미만의 세립질 비짐으로 산출되었다(Fig. 8A~8C). 초이진사원의 초축 벽돌은 주로 담회색 바탕에 각형 또는 아각형의 석영과 장석 및 운모 등이 관찰되며, 복드칸 궁의벽돌에 비해 다소 큰 입자상으로 나타난다(Fig. 8D~8F).그러나 보수에 사용한 벽돌은 담회색의 균질한 바탕을가지며 입자상 비짐이 거의 관찰되지 않았다(Fig. 8G~8I).

Figure 8. Representative microphotographs showing the internal textures of the analytical bricks from the study sites. (A to C) BB-1 brick from Bogd Khaan Palace. (D to F) CB-1 brick from Choijin Temple. (G to I) RB-1 brick from the repaired by China. Sample numbers are the same as those of Table 2. XPL; under the cross nicols and PPL; under the open nicol of polarizing microscope, respectively.

복드칸 궁과 초이진 사원의 초축에 사용한 기와는 벽돌에 비해 태토의 분급은 일정하나, 0.5mm 내외의 비짐을 다량 포함하고 있다(Fig. 9). 복드칸 궁의 기와는 암회색 내지 담회색을 띄며 아각형의 석영과 장석이 관찰된다(Fig. 9A~9C). 초이진 사원의 기와는 주로 담회색을 보이나 시료에 따라 비짐의 양과 크기가 조금씩 다르다(Fig. 9D~9I). 반면 보수에 사용한 기와는 담회색의 균질한 기질을 보이며, 입자상 비짐을 거의 포함하지 않는 특징을 보였다(Fig. 9J~9L).

Figure 9. Representative microphotographs showing the internal textures of the analytical roof tile samples from the study sites. (A to C) BT-1 roof tile from Bogd Khaan Palace. (D to F) CT-1 roof tile from Choijin Temple. (G to I) CT-3 roof tile from Choijin Temple. (J to L) RT-1 roof tile from the repaired by China. Sample numbers are the same as those of Table 2. XPL; under the cross nicols and PPL; under the open nicol of polarizing microscope, respectively.

이들의 미세조직과 열변성 과정에서 생성된 변형 및 고온성 광물의 존재를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)관찰과 EDS 분석을 병행하였다. 이 결과, 초축 벽돌에서는 열 반응에 따라 운모의 변형조직이 나타나며, 극미립이차광물이 생성된 것을 볼 수 있다(Fig. 10A, 10B). 보수 벽돌에서는 운모와 장석류의 과립상 미세결정과 변형조직이 관찰되었으며(Fig. 10C), EDS 분석에서 CaO가 10.46wt.%와 22.02wt.%로 검출되었다. 이는 벽돌 내부의공극에 잔존하는 염으로 조적에 사용한 줄눈재에서 기인한 것으로 해석된다.

Figure 10. Images and spots on SEM-EDS of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2. (A, B) BB-1 and CB-1 bricks of micro texture by slightly thermal altered micas. (C) RB-1 brick from the Choijin Temple repaired by China showing the microcrystalline granular forms of mica and feldspar aggregates. (D, E) BT-1 and CT-1 roof tiles of slightly thermal altered quartzs. (F) RT-1 roof tile from the repaired by China showing the recrystallized iron oxide covering quartz and feldspars. Spot numbers are the same as those of Table 4.

초축 기와에서도 열변질을 받아 유리질화 초기에 들어선 석영과 장석 및 운모의 미세조직을 볼 수 있으며(Fig. 10D, 10E), 보수에 사용한 기와에서는 바탕의 석영과 장석을 덮고 있는 다발모양의 재결정된 미정질 산화철광물이 검출되었다(Fig. 10F). 이와 같은 결과는 Table 4에 제시한 EDS 분석을 통해서도 확인할 수 있다.

Table 4 . Composition of SEM-EDS analysis (wt.%) for building materials from the study sites. Point numbers are the same as those of Figure 10.

Samples	Point	SiO2	Al2O3	FeO	CaO	MgO	Na2O	K2O	TiO2	Total
Bricks	1	37.77	24.15	12.50	4.84	6.94	4.40	0.80	1.16	92.56
	2	41.79	39.95	-	3.33	-	0.83	12.13	-	98.03
	3	52.41	21.82	2.38	10.46	3.19	5.46	0.46	-	96.18
	4	25.71	21.14	23.62	22.02	6.56	-	-	-	99.05
Roof Tiles	5	90.00	-	-	-	-	-	-	-	90.00
	6	92.73	3.48	-	2.25	-	-	-	-	98.46
	7	6.13	-	92.87	-	-	-	-	-	99.00
	8	8.86	3.75	83.76	-	-	-	-	-	96.37
	9	11.74	4.32	77.60	2.35	-	-	1.23	0.80	98.04

한편 연구대상 시료의 X-선 회절분석에서는 모든 초축 벽돌과 기와에 포함된 주요 구성광물로 석영, 운모, 알칼리장석 및 사장석 등이 검출되었으며, 일부 시료에서는 각섬석을 포함한 것으로 확인된다(Fig. 11). 보수용 벽돌과 기와에서는 각섬석의 회절선이 나타나지 않아 약간의차이가 있으나, 초축 벽돌과 기와에서도 검출되지 않는것이 있어 더욱 상세한 검토가 요구되었다.

Figure 11. Representative X-ray powder diffraction patterns of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2. Q; quartz, Af; alkali feldspar, M; mica, Pl; plagioclase, Ho; hornblende.

그러나 초축 벽돌과 기와에서 동정된 각섬석은 풍화에의해 변질되는 일차광물로 태토의 구성광물로 보인다. 이러한 광물조성의 차이는 서로 다른 태토라기보다는 함량과 감도의 차이일 수 있다. 따라서 복드칸 궁과 초이진사원에 사용한 벽돌과 기와는 제작시기와 장소에 관계없이 기본적으로 거의 유사한 토양을 태토로 활용했을 가능성이 높다.

3.5. 열적 특징

연구대상 벽돌과 기와의 열적 특징을 비교하기 위해 대표시료를 선별하여 시차주사열량과 열중량분석을 실시하였다. 이 결과, 벽돌은 100℃ 미만에서 1차로 550~650℃에서 2차로 중량감소가 있었으며, 보수에 사용한 벽돌도거의 같은 경향을 보였다. 이 초축 벽돌의 중량감소율은1.81~3.58wt.%로 복드칸 궁의 벽돌이 낮았으며, 보수에사용한 벽돌은 1.42wt.%로 가장 낮았다(Fig. 12).

Figure 12. Representative DSC-TG graphs of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

기와의 중량감소도 벽돌과 유사한 패턴을 보였으며 보수 기와도 비슷한 특징을 나타냈다. 초축 기와의 중량감소율은 2.34~3.25wt.%로 복드칸 궁의 기와가 낮았으며보수에 사용한 기와는 벽돌과 같이 1.34wt.%로 가장 낮았다(Fig. 12). 또한 모든 시료에서 석영의 상전이에 의한 537℃ 부근의 흡열피크가 있으나, 고온영역에서 다른피크가 확인되지 않는 것으로 보아 태토의 재결정작용은발생하지 않은 것으로 판단된다.

3.6. 지구화학적 특징

복드칸 궁과 초이진 사원의 벽돌 및 기와에 대한 지구화학적 특징을 파악하고 분석시료의 동질성을 판별하기위해 주성분, 일부 미량 및 희토류 원소에 대한 정량분석을 실시하였다(Table 5). 또한 원소의 거동특성에 따라세분화하고 각각의 특정 기준치로 표준화하여 지구화학적 부화와 결핍 및 진화양상을 검토하였다.

Table 5 . Composition of major (wt.%), some minor and rare earth (ppm) elements for building materials from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

No.	BB-1	CB-1		RB-1		BT-1	CT-1	CT-2	CT-3		RT-1
SiO2	67.83	61.29		65.07		63.63	64.61	64.43	59.14		63.71
Al2O3	15.09	22.00		12.90		15.55	15.18	14.85	24.10		14.31
Fe2O3	4.20	3.81		4.86		4.89	4.76	4.65	3.65		5.46
MnO	0.08	0.06		0.09		0.10	0.09	0.09	0.05		0.10
CaO	3.92	3.75		9.98		6.56	4.70	5.44	3.76		9.19
MgO	1.43	1.56		2.47		2.10	2.03	2.05	1.48		2.76
Na2O	3.20	2.29		1.90		2.98	3.02	3.03	2.35		1.67
K2O	2.91	2.41		2.52		3.03	2.86	2.84	2.32		2.68
TiO2	0.69	0.91		0.69		0.71	0.68	0.66	0.95		0.77
P2O5	0.14	0.13		0.15		0.21	0.18	0.16	0.12		0.17
LOI	1.50	1.76		0.03		0.80	2.19	2.22	1.80		0.08
Total	100.99	99.97		100.66		100.56	100.30	100.42	99.72		100.90
Ba	687	834		558		702	713	722	937		573
Be	2	2		2		2	3	2	2		2
Co	14	17		17		16	15	14	11		21
Cr	58	100		96		86	68	67	115		122
Cu	25	35		27		27	23	24	34		32
Hf	7.1	6.4		6.1		7.6	5.7	5.9	5.3		6.0
Ni	22	28		34		27	25	25	27		41
Pb	13	35		15		25	18	24	60		12
Rb	100	100		110		80	50	70	60		190
Sc	10.1	17.0		12.3		11.3	10.5	10.4	17.9		14.0
Sr	398	578		247		507	479	496	724		307
V	76	142		88		86	84	85	151		101
Zn	70	69		65		81	73	72	68		78
Zr	313	257		247		272	247	245	247		242
La	101.9	127.8		104.4		100.8	95.1	92.9	134.9		107.4
Ce	74.2	94.0		73.1		73.1	71.1	71.1	94.0		81.5
Nd	35.2	56.3		73.1		74.5	45.0	39.4	78.8		63.3
Sm	28.6	32.9		28.6		29.0	26.4	27.3	30.7		30.3
Eu	16.1	17.2		12.6		12.6	10.3	10.3	12.6		14.9
Tb	8.6	8.6		8.6		8.6	8.6	8.6	8.6		8.6
Yb	12.1	10.5		11.3		12.5	11.3	10.5	10.9		10.1
Lu	11.0	10.5		9.4		12.1	10.5	9.7	6.8		11.0

이들의 주성분과 미량원소는 화강암의 평균조성(Nockolds and Allen, 1954; Govindaraju, 1989)을 희토류 원소는 운석의 초생치(Taylor and Mclennan, 1985)로 호정 및 불호정 원소는 원시의 맨틀조성(Preace, 1983)을 적용하여 표준화하였다. 이는 최근까지도 석재와 토층 및 세라믹 태토의 동질성 분석에 적용되어 문화유산 무기재료의 원산지와 수리에 필요한 동일재료의 조달체계 해석에 입증된연구방법이다(Jo and Lee, 2018; Lee et al., 2016; 2018; 2023; Park et al., 2019).

먼저 분석시료의 화학조성을 살펴보면, 모든 벽돌과 기와에서 SiO₂를 비롯한 Al₂O₃와 Fe₂O₃ 및 CaO의 함량이높게 검출되었다. 특히 초이진 사원의 초축 벽돌은 Al₂O₃가 22.00wt.%로 복드칸 및 보수에 사용한 벽돌(12.90~15.09wt.%)보다 월등히 높은 함량을 보였다. 그러나 보수에 사용한 보수용 벽돌의 CaO 함량은 9.98wt.%로 초축 벽돌(3.75~3.92wt.%)에 비해 아주 높았으며, Na₂O와 작열감량(LOI)은 훨씬 낮은 것으로 나타났다.

한편 초이진 사원의 초축 기와에서도 Al₂O₃가 최대24.10wt.%로 복드칸 및 보수에 사용한 기와(14.30~ 15.55wt.%)보다 높은 함량을 보였다. 보수한 기와에서도CaO 함량이 9.19wt.%로 초축 기와(3.65~4.89wt.%)에 비해 아주 높았으며, Na₂O와 작열감량(LOI)은 낮은 것으로나타났다. 그러나 다른 주성분 원소에서는 큰 차이를 보이지 않았다(Table 5).

이들 시료의 미량원소 중에서 가장 특징적인 것은 Ba, Cr, Rb 및 Sr의 함량이다. 이 원소들은 벽돌과 기와에 따른 함량 차이는 크지 않으나 초축 벽돌과 기와에 비해보수용으로 제작한 벽돌과 기와에서 Ba과 Sr의 함량은낮고 Rb의 함량은 높았으며 Cr은 비슷하거나 높았다. 그러나 희토류 원소에서는 특별한 차이를 보이지 않았다(Table 5).

이를 바탕으로 각각의 거동특성에 따른 진화경향을 살펴보면, 주성분 원소로 볼 때 모든 벽돌과 기와는 시기와 위치에 상관없이 거의 모든 원소에서 같은 거동 양상을 보이나, 보수에 사용한 벽돌과 기와에서 CaO와 MgO의 부화가 동일하게 나타났다(Fig. 13). 이는 보수에 활용한 벽돌의 태토와 초축 벽돌의 재료에 약간의 조성차이를 반영하는 것으로 의미가 있다.

Figure 13. Normalized geochemical variation patterns showing the major, minor, rare earth, high field strength (HFS) and large ion lithophile (LIL) elements of the analytical samples from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

또한 미량원소에서도 벽돌과 기와의 함량차이는 거의없으나 Cr, Ni, Rb, Sc, Sr 및 V에서 미세한 편차가 있다 (Fig. 13). 이 미량원소의 거동은 주성분의 영향을 받으며특히 Ca과 Fe의 함량에 민감하다. 희토류 원소의 거동도벽돌과 기와의 차이가 없고 경희토류가 크게 부화된 경향을 보이나 중희토류로 가며 점차 감소하면서 같은 기울기와 일정한 부화경향을 보였다(Fig. 13).

한편 이 중에서 호정 및 불호정원소를 선별하고 원시의 맨틀 조성으로 표준화한 결과에서도 일부 시료에서미세하게 함량의 차이를 보이나, 모든 벽돌과 기와는 부화와 결핍 양상이 매우 유사한 거동특성을 나타냈다(Fig. 13). 부분적으로 상대적 이동성이 강한 K₂O, Rb, Ba, Th 및 Ce 등의 부화계수에서 약간 차이가 있을 뿐이다.

이와 같이 연구대상 벽돌과 기와는 사용 장소와 시기에 따른 차이 없이 대부분 동일한 지구화학적 거동특성을 갖는다는 것은 성인적으로 동질성 높은 태토를 사용했음을 의미하는 것이다. 따라서 이들은 거의 같은 종류의 토양을 태토로 조달했을 가능성이 높으며 소성환경이태토를 구성하는 원소의 거동에 별다른 영향을 주지 않은 것으로 해석된다. 그러나 보수에 사용한 벽돌과 기와에서 Al₂O₃와 CaO가 높다는 것은 태토의 부분적인 정선과 혼입이 있었을 가능성을 지시한다.

4.1. 재료학적 동질성

복드칸 궁의 건축기록에는 필요한 재료는 모두 몽골에서 생산한 것으로 알려져 있다. 특히 18세기에 아마르바야스갈랑(Amarbayasgalan)사원을 건축할 때 벽돌과 기와를 생산한 곳이 울란바토르 시내에서 5km 정도의 거리에 있는 것으로 밝혀졌다. 1983년 발굴조사 결과, 여러기의 가마와 기와 및 벽돌이 출토되었으며, 인근에서는화강암의 채석흔도 발견되었다(Oyunbileg, 2020).

한편 푼트사그트세렝(Puntsagtsereng) 지방의 쭝바얀(Zuungbayan)에서 목재를 수급하였으며, 창간불락(Tsagaan Bulak)에서 석회를 조달한 것으로 알려져 있다. 이때 벽돌과 기와 및 안료의 시공은 앵글롱칸(Amgalang Khan)이 수행하였다. 또한 1960년에는 중국 전문가들과 함께복드칸 궁과 초이진 사원의 보수를 수행하였고, 여기에필요한 목재와 벽돌 및 기와는 몽골에서 직접 생산하였으나, 일부 기와와 안료는 중국에서 수입한 것으로 알려져 있다(Chuluun, 2019; Munkhzul, 2021; Oyunbileg, 2020; Ochir and Enkhtuvshin, 2003).

연구대상 벽돌과 기와의 재료학적 동질성을 검토하기위해 SiO₂-(CaO+MgO)-Al₂O₃ 삼각도에 적용하여 규산염광물의 상대적 함량 및 벽돌과 기와의 화학조성을 해석하였다(Fig. 14). 이 결과, 벽돌은 CaO+MgO 선과 인접하여 높은 SiO₂ 영역에 집중된다. 이들을 사용한 장소와시기에 따른 차이는 구분되지 않으며 보수 벽돌과 기와에서만 CaO+MgO가 약간 부화되어 있다.

Figure 14. Plotted on diagram showing the SiO₂-(CaO+MgO)-Al₂O₃ of the analytical samples from the study sites.

또한 이들의 화학조성을 A-CN-K 그래프에 도시하면,벽돌과 기와는 A-CN 선의 가까이에 선형으로 분포한다(Fig. 15). 이는 연구대상 벽돌과 기와가 장소 및 시기에관계없이 거의 유사한 조성을 갖는 태토를 활용한 것을의미하는 것이다. 그러나 초축 및 보수 재료는 약간 상이한 범위를 보여 보수 벽돌과 기와는 CNK에 가까운 영역에 초축 벽돌과 기와는 A에 가깝게 분산된다.

Figure 15. Plotted on diagrams showing the A-CN-K and A-CNKFM of the analytical samples from the study sites.

한편 A-CNK-FM 삼각도에 도시해 검토한 결과에서도벽돌과 기와는 동일한 풍화경향을 보이나, 보수 벽돌과기와의 태토가 상대적으로 FM에 근접하여 높은 풍화도를 보였다. 이 벽돌과 기와의 조성을 SiO₂/Fe₂O₃와 SiO₂/Al₂O₃ 관계도에 도시해도 점토화 정도는 비슷하나 조금다른 영역을 보였다. 산성산화물(RO₂)과 염기성산화물 (RO+R₂O)의 상관도에서도 재료별로 유사한 영역에 점시되나 시기와 장소에 따라 재료와 배합비에 약간의 차이는 있었던 것으로 해석된다(Fig. 16).

Figure 16. Plotted on diagrams showing the Al₂O₃/SiO₂ versus Fe₂O₃/SiO₂ and RO₂ versus and RO+R₂O of the analytical samples from the study sites.

이를 종합하면 복드칸 궁과 초이진 사원의 초축 벽돌과 기와는 점토화도가 높은 흙에 규장질 비짐을 첨가해태토를 구성한 거의 동일한 재료로 보인다. 중국이 보수한 벽돌과 기와는 초축 재료에 비해 비짐이 조금 적고CaO가 다소 높은 태토가 사용되었다. 이들은 근본적으로아주 유사한 재료이며, 보수용 태토에는 입도와 분급을일정하게 유지하는 등 정선방식에 약간의 차이가 있었던것으로 해석된다. 따라서 보수용 벽돌과 기와는 중국의지원을 받았으나 울란바토르 인근에서 재료를 수급해 직접 제작한 것으로 판단된다. 그러나 현시점에서 원재료의 산지와 벽돌 및 기와의 생산체계를 명확하게 규명하기는 어려운 상태이다.

4.2. 소성온도 및 제작기술

벽돌과 기와를 구성하는 물질은 암석의 풍화작용에 따라생성된 점토가 주성분이나, 이들은 물과 반응에 의해점성을 가지며 소성을 통해 강도를 유지한다. 이와 같은토제유물의 소성온도 추정에 지질온도계를 적용하는 것은 이미 잘 알려져 있다(Kim et al., 2009; Jang and Lee, 2014; Lee et al., 2016; 2018). 따라서 광물조성과 상전이및 열이력 분석을 활용해 연구대상 벽돌과 기와의 소성온도를 해석하였다(Table 6).

Table 6 . Summary of material characteristics and firing temperatures for building materials from the study sites. Sample numbers are the same as those of Table 2.

Group	Sample No.	Absorption ratio(%)	Porosity (%)	Mineral composition	Weight loss(wt.%)	LOI (wt.%)	Firing temperature
Bricks	BB-1	21.72	38.05	M, Pl, Q, Af	1.81	1.50	850∼900℃
	BB-2	26.18	45.05	M, Pl, Q, Af	-	-	850∼900℃
	CB-1	17.59	30.92	M, Pl, Q, Af	3.58	1.76	850∼900℃
	RB-1	27.50	50.57	M, Pl, Q, Af	1.42	0.03	850∼900℃
Roof Tiles	BT-1	22.49	40.86	M, Ho, Pl, Q, Af	2.34	0.80	850∼900℃
	BT-2	22.37	38.58	M, Ho, Pl, Q, Af	-	-	850∼900℃
	CT-1	18.22	31.71	M, Ho, Pl, Q, Af	3.25	2.19	850∼900℃
	CT-2	17.17	29.82	M, Ho, Pl, Q, Af	-	2.22	850∼900℃
	CT-3	17.49	29.91	M, Ho, Pl, Q	-	1.80	850∼900℃
	RT-1	20.47	34.31	M, Pl, Q, Af	1.34	0.08	850∼900℃

M; mica, Pl; plagioclase, Q; quartz, Af; alkali feldspar, Ho; hornblende.

이 결과, 모든 벽돌과 기와에서는 고온을 지시하는 생성광물과 발열반응은 확인되지 않았다. 또한 연구대상의모든 태토에는 석영, 알칼리장석, 사장석, 각섬석 및 운모가 그대로 남아 있었다. 이 중에서 가장 낮은 온도에서 반응하는 운모는 보통 900℃에서 소멸이 시작되나 X-선 회절분석에서 모두 운모가 동정되는 것으로 볼 때 연구대상 벽돌과 기와는 900℃ 이상의 소성은 경험하지는못한 것으로 판단된다.

그러나 이 운모들은 열변질을 받아 벽개가 변형되어 있으며 기질은 약간의 유리질화 흔적이 있는 것으로 보아900℃ 내외의 열이 가해졌을 것으로 추정된다. 또한 저온소성을 지시하는 점토광물이 없고 800℃ 정도에서 분해되기 시작하는 녹니석이 검출되지 않는 것으로 볼 때복드칸 궁과 초이진 사원을 구성하는 벽돌과 기와의 소성온도는 850~900℃의 범위였던 것으로 해석할 수 있다. 이는 중국이 보수에 사용한 벽돌과 기와에서도 거의 일치하는 것으로 나타났다.

몽골건축은 주로 게르 또는 텐트와 같은 전통적 주거를 기본으로 한다. 16~17세기 동안 전국적으로 라마식사원이 많이 지어졌고 더 많은 참배자를 수용할 수 있도록 확장되었다. 이후 대부분의 사원은 몽골의 전통을 유지하면서도 중국의 영향을 받아 석축을 기본으로 벽돌과목제 가구 및 기와를 활용한 건축이 성행하게 되었다(Chuluun, 2019; Munkhzul, 2021; Oyunbileg, 2020; Ochir and Enkhtuvshin, 2003; Sneath and Kaplonski, 2010). 또한 인도식 불상과 탑을 조영하여 독창적인 벽돌구조와기와를 올린 사원을 구성하였으며, 복드칸 궁과 초이진사원 등이 대표적이다.

벽돌과 기와는 수천 년 동안 인류의 주요 건축에 사용하였으며 현대건축에도 핵심 재료이다. 이들은 크기, 모양, 내구성 및 장식성 등의 특징을 가지고 있으며, 건축물의 다양한 디자인과 기능을 구현하는 데 장점이 있다.또한 태토와 배합 및 건조와 소성 공정을 통해 제작되며,고온소성에서 발생하는 화학반응과 미세한 재결정의 형성이 품질을 좌우한다. 이는 다양한 연구를 통해 잘 알려져 있으나, 근대 몽골건축에 사용한 벽돌과 기와의 제작기법은 알려진 사례가 거의 없었다.

특히 문화유산으로 사용한 벽돌과 기와 등은 태토의 산지와 배합 및 소성과 같은 주요 공정에 대한 자료를 구축해 보수에 필요한 벽돌과 기와의 재료학적 진정성을유지할 필요가 있다. 따라서 이 연구의 결과는 몽골의 근대건축에 활용한 벽돌과 기와의 재료학적 자료로 중요한의미가 있으며, 향후 보수에 사용할 벽돌과 기와의 제작조건을 검토하는데 유용한 근거가 될 것이다.

1. 몽골 울란바토르의 복드칸 궁과 초이진 사원에 사용한 초축 및 보수 벽돌과 기와의 재질특성과 고고과학적의미를 검토하였다. 이 결과, 대부분의 벽돌과 기와는 비슷한 밝은 회색을 보이고, 대자율은 시료에 따라 다소 편차는 있으나 큰 차이는 없었다. 초축 벽돌에 비해 보수벽돌에서 가비중과 흡수율 및 공극률이 높게 나타났다.기와도 유사한 가비중과 흡수율 및 공극률이 보였으며보수 기와에서 비중이 낮았다.

2. 연구대상 벽돌과 기와에서는 공통적으로 아각형의조립질 석영, 알칼리장석, 사장석 및 운모 등이 산출되며,부분적으로 각섬석이 검출되었다. 초축 벽돌과 기와에 비해 보수 벽돌과 기와에서 기질이 균질하고 비짐의 양이현저하게 줄어든 것으로 보아 보다 정선된 기술이 적용되었던 것으로 판단된다. 이 벽돌과 기와는 모두 같은 열특성을 보였으며 중량감소는 초축 벽돌과 기와보다 보수에 사용한 것에서 낮았고, 이들은 모두 열변질은 있었으나 재결정작용은 나타나지 않았다.

3. 지구화학적 특성을 보면, 초축 벽돌과 기와에서 Al₂O₃가 높은 함량을 보였으며 보수에 사용한 벽돌과 기와에서는 CaO 함량이 높고 Na₂O와 작열감량은 낮았다. 그러나 다른 주성분, 미량 및 희토류 원소는 거의 동일한 거동특성을 갖는 것으로 보아, 이들은 장소와 시기에 따른차이 없이 대부분 성인적으로 동질성 높은 태토를 사용한 것으로 해석되었다.

4. 따라서 초축 벽돌과 기와에 사용한 태토가 보수한 것에 비해 점토화도는 높으나, 이들은 거의 같은 토양을태토로 조달했을 가능성이 있으며, 소성환경이 태토를 구성하는 원소의 거동에 영향을 주지 않은 것으로 보인다.그러나 보수에 사용한 벽돌과 기와에서 Al₂O₃와 CaO가높다는 것은 태토의 부분적인 정선과 혼입이 있었을 가능성을 지시한다.

5. 모든 벽돌과 기와에서는 고온성 광물은 나타나지 않았으며, 운모와 각섬석의 검출과 점토광물의 부재 및 기질의 열변질 상태로 보아 이들의 소성온도는 850~900℃의 범위로 해석된다. 이는 중국이 보수에 사용한 벽돌과기와에서도 거의 일치하였다. 이 결과는 몽골의 근대건축에 활용한 벽돌과 기와의 재료학적 연구로 중요한 의미가 있으며, 향후 보수에 사용할 벽돌과 기와의 제작조건을 검토하는데 유용한 자료가 될 것이다.