1. 서 언
공주 수촌리 고분군은 공주시 의당면 수촌리에 있으며, 여러 차례의 발굴조사를 통해 다양한 시기의 유구와 유물이 확인되었다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013; 2020). 수촌리에 분포하는 유적은 청동기시대 주거지, 초기 철기시대 토광묘, 백제시대 분묘(대형 토광목곽묘, 횡혈식 석실분, 수혈식 석곽묘) 및 조선시대 주거지와 분묘 등이다. 특히 백제시대 분묘에서 중요 유물들이 출토되어 2005년 국가유산 사적으로 지정되었다(Figure 1A, 1B).
출토 유물은 세형동검, 금동관, 금제이식, 금동식리, 곡옥과 유리 장신구, 환두대도 및 중국제 흑유도기 등으로, 이를 통해 유구의 시대별 특성과 조성시기의 정치적 관계 및 문물교류와 기술수준 등을 검토할 수 있다. 특히 8호분에서는 목관을 중심으로 관정과 꺽쇠가 확인되었으며, 내외부에서 토기류, 옻칠 도자, 등자, 금제이식, 곡옥과 구슬 장식, 금동식리 등이 출토되었다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013). 부장품의 일부는 위세품으로 8호분 피장자의 권력과 신분을 나타내고 있어 백제의 지방지배세력에 대한 양상을 추정할 수 있다. 또한 이들은 4∼5세기 백제사 해석에 중요한 근거가 되고 있어 학술적 가치가 매우 크다.
한편 발굴조사와 자연과학적 연구를 통해 수촌리 고분군 중 백제시대에 축조된 것으로 알려진 8호분, 11호분, 12호분 및 18호분에서는 장신구로 사용한 다량의 청색, 녹색, 청록색 및 갈색 계열의 유리구슬이 보고되었다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013; 2020; Yi et al., 2021). 특히 8호분에서 수습된 구슬은 소량의 연갈색과 금박유리 및 관옥을 제외하면 모두 청색계열의 유리구슬로 확인되었다. 이 구슬은 목관의 상단부에서 목걸이 형태로 발견되었으며, 일부 구슬은 파손되어 있으나 대부분 온전한 상태로 수습되었다(Figure 1C∼E).
유리 제품은 주로 석영을 용융시켜 만드는 것으로 장신구, 생활 용기, 장식품 및 도자기의 유약 등으로 활용되어 왔다. 이는 제작 당시 첨가하는 융제와 안정제에 의해 녹는점이 낮아져 만들기 용이하고 부식이 잘 되지 않는 특성을 가지고 있어 널리 사용되었다. 따라서 원삼국시대부터 삼국시대까지 제작된 구슬의 출토량은 매우 많으며 다양한 크기와 형태 및 색상과 투명도를 가진 유리구슬이 보고되고 왔다(Lee et al., 2010; Park, 2016; Cho and Kim, 2022; Yi et al., 2021; One and Cho, 2022).
최근까지 국내외의 여러 연구자들은 다양한 비파괴 분석방법을 적용하여 유리구슬에 대한 자연과학적 연구를 지속하고 있다(Bertini et al., 2011; Park, 2016; Bugoi et al., 2018; Cho and Kim, 2022; Yi et al., 2021; One and Cho, 2022; Choi et al., 2024). 그러나 국내에서 출토된 유리구슬은 대부분 수제품으로 사례별로 화학조성과 함량에 차이가 있으며, 형태와 색상도 달라 분석 시료의 대표성과 유적의 특성을 해석하기는 쉽지 않다. 또한 정량분석 등 다양한 연구방법의 적용도 어려워 정밀한 조성분류와 제작기술 체계의 정립이 요구되는 상황이다.
따라서 이 연구에서는 수촌리 고분군 8호분에서 출토된 유리구슬의 성분분석을 통해 화학적 조성을 분류하고 재료학적 특성을 살펴보았으며, 이와 함께 조직의 미시적 형태와 조직을 관찰하여 제작기술을 검토하였다. 이 결과는 수촌리 고분군 출토 유리질 유물의 제작기술 체계를 해석하고, 당시의 정치와 사회 및 문화적 관계를 이해할 수 있는 중요한 자료가 될 것이다.
2. 연구방법 및 대상
2.1. 연구방법
수촌리 고분군은 최근까지 9차례의 발굴조사가 있었으며 금, 은, 청동, 철, 유리 등으로 제작한 중요 유물들이 연속적으로 알려져 왔다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013; 2020). 시기와 형태의 차이가 있는 같은 종류의 유물에 대한 분석과 해석에는 동일한 방식의 분석자료 확보와 비교가 필수적이다. 따라서 이 연구에서는 선행 보고된 유리질 유물에 대한 자료와 제작기법에 대한 문헌을 검토하였다. 또한 8호분 출토 유리구슬의 재료와 용도 등을 해석하기 위해 유구의 성격과 위상 등 인문학적 자료도 함께 고찰하였다.
연구에 사용한 대표시료는 모두 8점이며 관찰과 분석을 위해 초음파 세척기로 표면오염물을 제거하였다. 세척 후 건조 및 전처리 과정을 수행하여 분석에 최적화 하였다. 우선 시료의 단면을 에폭시수지(epoxy resin)로 정착시킨 후 연마지 번호 400, 800, 1200, 2000, 4000과 다이아몬드 연마제 6 μm 및 1 μm 순서로 연마하여 스크래치를 완전히 제거하였다. 또한 단계마다 5분간 3회씩 초음파로 세척하여 이차오염을 최소화시켰다.
산출상태와 재료학적 특성 분석을 위해 육안 및 실체 현미경 관찰을 실시하였으며, 사용한 실체현미경은 Nikon SNZ1000과 Dino AD-7013MZT이다. 또한 유리구슬의 형태, 색상, 투명도, 변색 및 균열 등의 풍화상태를 기록하였다. 일부 구슬시료는 파단면의 상태와 불순물을 확인하기 위해 휴대용 디지털 실체현미경(Dino-Lite, AD7013MZT, TWN)을 활용하였다.
유리의 균열, 기포, 착색제 및 안정제의 상태는 주사 전자현미경(SEM; MIRA3 LMH)으로 관찰하였으며, 장착된 에너지분산형분광분석기(EDS; QUANTAX 200)를 이용하여 성분분석도 병행하였다. 분석시료는 탄소로 코팅해 가속전압 20 kV를 사용하였으며, 측정시간은 구슬시료의 산출상태에 따라 조금씩 달리 적용하며 해상도를 높였다.
유리구슬의 단면 상태는 반사전자영상(BSE)으로 관찰하였으며, 부분적으로 나타나는 균열이나 기포 등은 이차전자영상(SE)으로 확인하였다. 분석조건은 가속전압 20 kV에 측정시간을 100초로 설정하였으며, 측정 면적은 10 mm 이내에서 분석하였다.
2.2. 연구대상
수촌리 고분군의 8호분은 수혈식 석곽묘이며 목관 부재의 일부와 관정 및 꺽쇠 등도 출토되었다. 유물은 목관 내부와 외부로 구분해 수습하였으며, 내부에서는 이식을 중심으로 피장자가 착용하였을 것으로 추정되는 구슬이 원형의 모습으로 배치되어 있었다(Figure 1D). 구슬의 중간에는 곡옥이 위치하고 있으며, 내부의 하단에서 금동식리가 발견되었다. 또한 목관 안에서 토기류와 등자가 함께 출토되었다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013).
8호분에서 출토된 구슬류는 색도에 차이가 있는 청색 계열 유리구슬이 주류이며, 연갈색과 금박 유리구슬도 공존한다. 청색 유리구슬의 일부와 금박구슬은 원형이 손상되어 잔편으로 수습되었다. 이들의 산출상태와 조성 및 조직을 분석하기 위해 색상별로 구분하였다(Table 1). 분류된 색상은 청색, 진청색, 연청색, 연갈색 및 금박으로 5종이며 진청색 구슬은 크기별로 세분하여 7종의 구슬을 분석대상으로 삼았다. 금박구슬은 원형으로 출토된 것이 없어 파편 중에서 상태가 양호한 2점을 선정하여 분석에 활용하였다(Figure 2).
3. 결과 및 해석
3.1. 산출상태와 미시적 특징
연구대상으로 선정한 대표시료의 색상, 형태, 오염물과 풍화상태에 대한 기재를 위해 실체현미경 관찰을 수행하였다. 또한 같은 시료를 대상으로 주사전자현미경으로 내부균열, 기포, 안정제 및 착색제 등 첨가물의 상태와 조성을 분석하였다. 이 결과, 전체적으로 진청색 계열의 유리구슬은 불투명하였고, 청색과 연청색 구슬은 반투명한 특징을 보였다(Figure 3A∼E). 연갈색 구슬은 반투명하며 다른 색상의 유리구슬과 달리 선형의 갈색 줄무늬가 뚜렷하다(Figure 3F). 금박 유리구슬은 금박부분을 제외한 유리질 바탕은 거의 투명한 상태이다(Figure 3G, 3H).
특히 청색 유리구슬 편(S8-G-Blue)은 전체적으로 가장 자리가 풍화되어 옅은 갈색을 띠고, 흑색과 황색 불순물들이 고착되어 있다. 또한 소량의 크고 작은 기포들이 보이며 균열도 관찰되었다. 주사전자현미경의 반사전자영상(BSE)에서는 풍화대와 비풍화대에 차이가 나타나며 풍화대가 조금 진한 암회색을 보인다(Figure 3A).
크기에 차이가 있는 진청색 유리구슬 중 가장 작은 시료(S8-GS-Darkblue)는 구슬 내부에 전체적으로 흑색 반점이 있어 불균질한 조직을 나타낸다. 이 흑색물질은 첨가제와 기포로 추정되며 반사전자영상에서 주위보다 다소 진한 암회색을 띤다(Figure 3B). 또한 구슬 내부에는 다량의 크고 작은 기포들이 공존하며 주사전자현미경 관찰에서도 이를 확인할 수 있다.
중간 크기의 진청색 구슬(S8-GM-Darkblue)도 내부에서 적갈색 불순물이 나타난다(Figure 3C). 그러나 같은 계열의 진청색 구슬 중 가장 큰 시료(S8-GL-Darkblue)는 가장자리가 둥글게 연마되어 있으며, 내부에서는 불순물이 관찰되지 않아 다른 진청색 유리구슬과 차이를 보였다(Figure 3D). 이는 주사전자현미경의 반사전자영상에서도 확인되는데, 중간 크기의 진청색 구슬에 비해 큰 구슬시료의 표면에서는 첨가제 등의 잔존물이 없이 비교적 선명한 상태였다.
연청색 유리구슬(S8-G-Lightblue)은 전반적으로 흑색 물질이 반점형태로 퍼져 있어 색상이 불균질하다. 다량의 작은 기포들이 구슬 안쪽에서 바깥쪽으로 신장된 모습으로 나타나며, 가장자리는 둥글게 연마되어 있다(Figure 3E). 또한 다른 구슬에 비해 옅은 색을 띠고 있어 용융되지 못한 첨가제 등이 매우 잘 관찰된다. 반점형태의 불순물은 기포와 함께 방사상으로 형성되어 있으나, 주사전자현미경에서는 관찰되지 않는다.
연갈색 구슬(S8-G-Lightbrown)에서는 기포를 볼 수 없으며, 안정제나 착색제 등의 불순물도 발견되지 않았다. 구슬의 표면에는 초음파 세척으로도 제거되지 않는 암적색의 오염물이 고착되어 있다. 또한 가로방향으로 연한 갈색의 선구조를 보이고 있어, 이 구슬은 인공으로 제작된 유리라기보다는 자연산 광물로 판단된다(Figure 3F). 이는 주사전자현미경 관찰을 통해서도 확인되는데, 반사전자영상에서 내부의 균열과 기포 등이 전혀 없으며 용융의 흔적도 보이지 않아 이 해석을 뒷받침한다.
3.2. 화학조성 분석
유리는 석영을 주성분으로 1,850℃ 이상의 온도에서 용융시켜 얻어내는 비결정질의 무기물을 의미한다. 유리의 기원은 자연에서 생성된 유리질 암석인 흑요석과 메소포타미아와 로마 및 이집트 등에서 제작된 인공 유리를 시작으로 보고 있다(Lee, 1989; Pyeon and Kim, 2010; Miyasita et al., 2012). 인공 유리는 주재료인 SiO2를 공통적으로 다량 포함하며, 용융온도를 낮추기 위해 첨가한 알칼리 성분의 용융제에 의해 구분된다. 한국의 고대 유리는 Na2O, K2O 및 PbO 등이 융제로 보고되고 있으며 화학성분에 따라 소다, 포타쉬 및 납유리 등으로 세분한다(Lee, 1989; Garcia-Heras et al., 2005; Lee et al., 2010; Park, 2016; Davison, 2020).
그러나 용융온도를 낮출 수 있는 융제는 대부분 화학적으로 불안정한 상태를 가지고 있는데, 이는 용융제인 알칼리 성분이 수분에 쉽게 용해되고 결정질을 형성하기 때문이다. 따라서 Al2O3와 CaO 및 MgO 등의 안정제를 첨가하며 투명한 SiO2의 특성을 보완하고자 Ti, Co, Mn, Fe, Cu 등의 착색제를 사용한다(Newton and Davison, 1989; Lee, 1989; Smit et al., 2012; Pyeon and Kim, 2010; One and Cho, 2022).
이 연구에서는 수촌리 8호분 출토 구슬의 재료학적 특성과 화학적 조성의 차이를 검토하기 위해 SEM-EDS로 면분석을 실시하였다. 이 결과를 시료별 분석치의 평균으로 산출하여 제시하였으며, 주재료와 첨가물을 구분하여 정리하였다(Table 2). 또한 이를 토대로 용융제와 안정제의 성분을 그래프에 도시하여 유리구슬의 조성을 세분하였다(Figure 4).
이 결과, 용융제와 안정제 및 착색제로 해석되는 산화물 성분이 전혀 없으며, 주재료인 SiO2의 함량이 100 wt.%인 구슬(S8-G-Lightbrown)로 확인되었다(Table 2, Figure 4A). 이는 유리의 제작과정을 거치지 않은 순수 광물로 석영의 변종인 마노(agate) 또는 옥수(chalcedony)를 둥글게 가공하여 구슬로 사용한 것이다. 이 석영질 구슬을 제외한 나머지 7종의 구슬은 2종의 알칼리 계열 유리와 5종의 나트륨 계열 유리로 밝혀졌다.
일반적으로 유리는 규소와 산소가 망상구조를 이루며, 산소와 양이온이 강하게 결합하는 형태를 가진다. 원자가가 높고 이온반경이 작은 이온은 큰 결합에너지를 가지는 데, 이 에너지가 큰 이온이 결합되면 유리가 쉽게 형성된다. 따라서 칼륨보다 결합에너지가 큰 나트륨 계열의 유리가 상대적으로 제작하기 용이하다(Goffer, 1980; Kim, 2009; Kang, 2020).
수촌리 유적의 유리구슬에 대한 선행연구에서는 동일 시기의 11호분에서 출토된 청록색 유리구슬을 제외하고 모두 나트륨 계열의 성분으로 확인되었다(Yi et al., 2021). 또한 8호분 유리구슬도 알칼리보다 나트륨 계열의 구슬이 더 많은 것으로 분석되었다. 이는 제작과정에서의 선택적 방법과 기술로 보이며, 백제시대 제작된 유리제품들의 보다 많은 다각적 분석과 연구가 수행된 후에 종합적으로 해석되어야 할 것이다.
한편 석영질 구슬을 제외한 수촌리 8호분 유리구슬의 용융상태를 안정화시키기 위해 Al2O3와 CaO 및 MgO가 활용되었다(Table 2). 나트륨과 알칼리 계열로 구분되는 유리구슬은 안정제로 사용한 Al2O3와 CaO 함량도 그룹 간의 차이를 보였다(Table 2, Figure 4B). 알칼리 계열 유리인 진청색 구슬의 CaO 함량은 1.22∼1.71 wt.%였으며, Al2O3는 2.26∼2.99 wt.%로 비교적 낮은 영역에 도시되었다(Figure 4B).
한편 나트륨 계열의 유리는 용융점을 낮추기 위해 식물의 재나 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 원료로 하는 광물인 나트론(natron)을 사용하는 것으로 알려져 있다(Lee, 1989; Pyeon and Kim, 2010; Park, 2016; One and Cho, 2022; Choi et al., 2024). 식물의 재는 K2O, Na2O, CaO 및 MgO 등의 산화물을 포함하고 있다. 따라서 사용한 원료에 따라 나트륨 계열의 유리구슬은 산화마그네슘과 산화칼륨에서 함량 차이를 보이는데, 두 성분의 함량 1.50 wt.%를 기준으로 용융제의 조성과 기원을 해석할 수 있다(Bugoi et al., 2018).
수촌리 8호분에서 출토된 나트륨 계열의 유리구슬은 연청색 구슬을 제외하면 모두 광물에서 기인한 용융제를 사용한 것으로 나타났다(Figure 5). 그러나 높은 MgO와 K2O의 함량을 갖는 연청색 유리구슬은 그래프에서도 식물의 재에 해당되는 영역 내에 도시되어 용융제 성분에 다소 차이를 보였다. 이는 연청색 유리구슬의 조직적 불균질성에도 영향을 준 것으로 판단된다.
유리의 색은 착색제로 사용한 금속산화물의 성분에 따라 달라지며, 같은 금속원소라도 산화상태에 따라 발색에 차이를 줄 수 있다. 분석 결과, 석영질 유리를 제외한 수촌리 8호분 유리구슬의 발색에 관여한 착색제는 TiO2와 MnO 및 Fe2O3로 확인되었다(Table 2, Figure 6). 또한 금박 유리구슬은 모든 착색제의 성분이 거의 검출되지 않았으며, 현미경 관찰에서도 피복된 금박 아래에 아주 투명한 유리가 확인되어 이를 뒷받침한다.
MnO와 TiO2는 진청색 유리구슬 3점에서만 분석되었는데, 중간 크기의 진청색 구슬은 TiO2가 검출되지 않았다(Table 2, Figure 6). 일반적으로 Mn은 유리의 회색과 흑색 및 갈색 등에 영향을 주며, Ti은 유백색에 관여한다(Goffer, 1980; Kim, 2009; Kang, 2020). 광학적으로 가장 큰 진청색 유리구슬이 다른 구슬에 비해 가장 진한 청색으로 발현되었다. 이는 Mn과 Ti이 유리구슬의 발색에 관여했다는 것을 보여주는 결과와 일치한다.
또한 거의 비슷한 청색계열이지만 청색(S8-G-Blue)과 연청색(S8-G-Lightblue) 유리구슬에서는 MnO와 TiO2는 모두 검출되지 않았으며, Fe2O3은 각각 0.65 wt.%와 1.24 wt.%로 미량 포함하고 있다(Table 2, Figure 6). 이를 통해 진한 청색의 발색에는 철과 티타늄 및 망간의 복합적인 작용이 있었던 것으로 이해할 수 있다.
선행연구 자료의 11호분과 12호분 및 18호분 유리구슬에서는 Cu를 다량 함유한 구슬들이 보고되었으나, 이들은 8호분에서는 전혀 출토되지 않은 갈색과 녹색의 유리구슬이었다(Yi et al., 2021). 따라서 이는 수촌리 유적 출토 청색계열 유리구슬의 발색에 구리(Cu)는 관여하지 않았음을 지시하는 결과이다.
3.3. 풍화조직과 성분변화
청색 유리구슬 편과 금박 유리구슬의 가장자리 부분을 주사전자현미경의 반사전자영상(BSE)으로 관찰한 결과, 풍화대는 비풍화대보다 진한 암회색으로 나타났다(Figure 7A, 7C, 7D). 이 부분의 정밀한 화학분석에서는 Na2O의 함량에서 차이를 보였는데, 풍화대에서는 함량이 낮았으며 비풍화대에서 상대적으로 높은 함량을 보였다. 그러나 Al2O3와 CaO의 함량은 모두 거의 비슷하게 검출되었다(Table 3).
이는 유리구슬 가장자리의 풍화대가 매장기간 동안 다습한 토양에 노출되어 수분에 의한 화학적 풍화를 겪었기 때문으로 판단된다. 특히 풍화대와 비풍화대의 선명한 차이가 나타나는 것은 모두 나트륨 계열의 유리였다. 이는 상대적 함량이 높은 Na2O에서 용탈 및 용해작용이 더 많이 발생하였기 때문으로 해석된다(Table 3).
3.4. 미세조직 및 조성
연구대상 유리구슬의 단면을 현미경으로 관찰하면 모든 시료에서 갈색과 흑회색 및 흑색을 띠는 미용융물질과 기포상태의 불순물을 확인할 수 있다. 또한 오염물로 판단되는 가장자리의 이물질도 함께 볼 수 있다. 특히 미용융 첨가제와 기포 등 불순물은 유리질 기질과는 상이한 색상과 형태를 나타내며 유리의 발색과 완성도에 영향을 미친다. 따라서 SEM-EDS를 통해 결정형을 확인하고, 이 들의 구성원소를 분석하였다.
이 결과, 청색 유리구슬 편은 가장자리의 패각상 파단면을 중심으로 약 200 μm 정도의 갈색을 띠는 기포가 확인되었다(Figure 8A). 이 기포의 내부에서는 여러 결정이 혼재되어 있는 형태를 보이며, Fe2O3의 함량이 4.94 wt.%로 다른 성분들에 비해 다소 높게 검출되었다(Table 4). 그러나 주제로 사용된 SiO2와 용융제 및 안정제 등의 성분이 함께 확인되어 용융되지 못한 재료들이 기포 형태로 잔존하는 것으로 해석된다.
한편 가장 큰 진청색 유리구슬에서는 8∼50 μm 정도의 백색 포도상 결정이 관찰되었다(Figure 8B). 이들의 화학조성 분석 결과, SnO2로 80.93∼82.93 wt.%의 높은 비율을 나타냈다(Table 4). 주석(Sn)은 유리의 색을 불투명하게 만드는 착색제와 강도를 높이는 강화제로 사용되는 것으로 알려져 있어, 이는 구슬의 투명도를 조절하기 위해 첨가한 것으로 보인다(Goffer, 1980; Kim, 2009; Kang, 2020).
연갈색 구슬의 가장자리에서는 암갈색 이물질이 고착되어 있으며, 여러 차례의 초음파 세척에도 제거가 되지 않았다(Table 4, Figure 8C). 화학조성 분석 결과, Fe2O3이 59.78∼61.78 wt.%로 높았으며 소량의 Al2O3와 P2O5도 검출되었다. 이 물질은 구슬 표면과 명확히 분리된 형태를 보이며, 구슬의 주성분 물질이나 첨가물의 성분과는 상이한 것으로 보아 외부에서 기인한 오염물질로 판단된다.
금박 유리구슬에서는 Al2O3 성분이 38.39 wt.%로 높은 함량을 갖는 결정질 물질이 관찰되었다(Table 4, Figure 8D). 이 결정은 침주상의 형태로 여러 개가 다발모양으로 결합되어 있으며, 유리의 기질에서 확인되는 것으로 보아 구슬 제작 당시 첨가한 안정제의 성분이 용융되지 못하고 남아 있는 것으로 추정된다.
한편 작은 크기의 진청색과 연청색 유리구슬의 내부조직에서 첨가제로 보이는 다양한 결정이 관찰되었다(Figure 9). 진청색 유리구슬에서는 크고 작은 기포가 다수 확인되었으며, 유리질 기질과 함께 흑색과 황색의 불순물이 혼재되어 있다. 주사전자현미경의 반사전자영상에서는 육각기둥의 결정형태를 보이며, SiO2의 함량이 98.61∼99.54 wt.%인 유리의 기질로 확인되었다(Table 5, Figure 9A). 또한 유리의 알칼리 성분이 안정제인 Al2O3과 혼합되어 있는 부분도 있고, 일부 흑색 반점은 Fe과 Ti 및 Mn 등 착색제 성분이 결합되어 있는 형태로 나타났다.
4. 고 찰
4.1. 재료의 다양성
문화유산으로 출토되는 구슬은 옥, 수정, 마노, 옥수 등의 광물이나 유리와 금속 및 암석 등을 이용하여 구형과 관형 또는 판형 등의 형태로 제작한 장신구를 모두 지칭한다(Pyeon and Kim, 2010; Miyasita et al., 2012; Cho and Kim, 2022). 백제와 신라는 뛰어난 금속공예기술을 보유한 것은 물론 다양한 재료를 통해 형태와 색상 및 용도가 다른 구슬을 생산한 것으로 알려져 있다. 구슬의 재료로 가장 많이 사용한 것이 유리이며, 백제와 신라의 문화권을 중심으로 다량의 유리구슬이 출토되어 학계에 지속적으로 보고되고 있다.
유리는 주재료인 SiO2에 다양한 물질을 혼합해 제작하는데, 용융기술과 형태 및 색상 유지를 위해 여러 공정이 필요하다. 또한 특권층만 사용할 수 있었던 재료로 여겨지며, 부장품으로 출토되는 경유가 많아 용도가 장신구에 치중되어 있는 편이다. 장신구로 사용한 유리는 유사한 색상을 배치하거나, 미적 효과를 강조하기 위해 다양한 색과 형태로 화려함을 부각시키기도 하였다. 이런 형태의 장신구는 두 종류의 색상을 번갈아 활용하거나 배색의 유리구슬이나 곡옥을 1점씩 교대하여 배열시킨 형태로 나타나기도 한다(Pyeon and Kim, 2010; Miyasita et al., 2012; Park, 2016).
따라서 유리로 제작되지 않은 광물을 기반으로 하는 구슬류나 옥기 등이 혼용되었으며, 금박 또는 은박을 입히거나 상감기법 등을 적용하여 단조로움을 피해 제작한 것으로 보인다. 이 연구의 대상인 수촌리 8호분의 구슬 제품도 목걸이의 형태로 출토되었으며, 육안으로도 식별이 가능한 청록색의 관옥과 곡옥 및 이질 색상의 유리가 소량 공반되었다.
한편 수촌리 8호분에서도 석영질 구슬과 금박 유리구슬이 확인되었다. 석영질 구슬에서는 기포가 관찰되지 않았고, 100 wt.%의 SiO2가 검출되어 석영인 것으로 해석하였다. 석영질 구슬은 삼국시대 이전부터 생산 또는 가공되어 장신구로 사용된 광물이며, 불순물에 따라 적색, 황색, 녹색 및 흑색을 띤다. 선사시대 지석묘와 낙랑 고분 및 신라의 금관총에서도 출토된 바 있으며, 구슬과 대추 또는 대롱모양 등 다양한 형태로 활용되었다(Korea Resources Corporation, 2012).
한편 금박 유리구슬 편은 파쇄된 상태로 수습되었는 데, 투명한 유리의 패각상 단면을 중심으로 얇은 금박층이 육안으로도 볼 수 있다. 실체현미경 관찰 결과, 기포가 거의 없으며 표면이 매우 선명한 상태였다. 이들의 화학 분석에서는 안정제나 착색제 성분이 전혀 검출되지 않았는데, 이런 이유로 투명하고 깨끗한 유리의 기질이 나타난 것으로 해석된다(Figure 10).
금박 유리구슬 편의 표면 피복물질에 대한 성분을 확인하기 위해 SEM-EDS 분석을 실시하였다(Table 6, Figure 10). 주사전자현미경의 반사전자영상에서 금박 부분은 백색의 실선으로 나타났으며, 한 겹으로 이루어진 부분과 여러 겹이 중첩된 부분도 관찰되었다. 이들의 정밀 분석 결과, 금(Au) 함량이 84.78∼98.79 wt.%로 거의 순금에 가까운 조성을 보였다(Table 6).
금박 유리구슬은 유리의 표면이 아닌 유리질 기질의 내부에 금박을 피복시키는 방식으로 제작되며, 이러한 이유로 유리질층 사이에 금박층이 위치하게 된다. 수촌리 8호분의 금박 유리구슬에서도 여러 겹의 금박 사이에서 유리의 주성분인 SiO2가 검출되었다. 이는 금박 유리구슬의 일반적인 제조방식과 동일한 기법으로 제작되었다는 것을 지시한다(Lee, 1989; Kim, 2011). 특히 이 금박 유리구슬이 공반한다는 것은 피장자의 신분이 지배계급이라는 것을 의미할 수 있다(Chungnam Institute of History and Culture, 2007; 2013; 2020).
4.2. 제작기법 검토
유리는 용융상태에서 높은 점성을 가지는데, 용융과 냉각과정을 거치면서 기질 내부에 기포나 불순물을 남긴다. 기질 내부의 기포나 불순물은 유리구슬에서도 관찰되는데, 기술력이 높을수록 기포의 수가 적고 불순물이 없이 투명한 상태를 유지한다. 그러나 이러한 기포나 불순물은 생성 방향과 형태 및 잔존 유무나 양에 따라 제작기술을 해석하는 중요한 근거가 된다(Lee, 1989; Kim, 2011; Park, 2016; Yi et al., 2021; Choi et al., 2024).
최근까지 알려진 유리구슬의 제작방법은 거푸집에 유리 용액을 부어 만드는 주형기법, 긴 유리를 코일처럼 금속 봉에 감아 제작하는 감는기법과 판유리를 봉에 감아 양끝을 접합하는 접기법 또는 유리를 길게 잡아 늘여 작게 잘라 만드는 늘리기법이 있다. 또한 용융된 유리 용액을 봉에 찍거나 담그는 침적법과 유리 위를 금박이나 은박으로 피복하고 다시 유리 입히는 중층유리 제작방법 등이 알려져 있다(Lee, 1989; Kim, 2011).
주조기법으로 만든 유리구슬은 대량 생산이 가능하지만 표면이나 내부에 균열이 발생하고 용융되지 못한 첨가제 등이 잔존하는 단점이 있다(Lee, 1989; Kim, 2011). 늘리기법은 유리가 냉각된 후 원하는 크기로 절단하는데, 절단방식에 따라 다양한 형태의 단면이 나타나며 작은 기포가 일정한 방향으로 형성된다. 감는기법은 긴 유리를 철심에 감아 구슬이나 코일형태로 만들어 심을 제거하는 데, 이에 따라 기포가 횡으로 나타나게 된다.
판유리를 감아 붙이는 방법은 단면에 말아 붙인 접합면이 확인되며, 대롱 형태의 유리구슬을 제작할 때 사용하는 방법이다(Lee, 1989; Kim, 2011). 침적법은 용융된 유리 용액을 찍거나 담는 방법으로 잡아 늘리기법을 먼저 수행한 후에 이루어진다. 주로 금박이나 은박구슬의 제작에 사용하며, 작은 유리에 금박으로 장식하고 다시 유리를 입힐 때 침적법을 적용하였다(Kim, 2011). 침적법 외에도 2개의 유리관 사이에 금박이나 은박을 입히고 가열 후 절단하여 제작하기도 한다.
유리구슬의 바탕에서 관찰되는 기포는 제작기법에 따라 다양한 형태로 나타나며, 이를 통해 제작과 생산방식을 해석할 수 있다. 용융된 유리를 감거나 접는 방법은 구슬의 구멍 방향과 교차하는 횡으로 기포가 배열되어 있으며, 늘인기법은 구멍의 방향과 평행하게 종으로 기포가 생성된다(Lee, 1989; Kim, 2011; Park, 2016).
이 기법들을 검토해 수촌리 8호분 유리구슬의 제작 및 성형기법을 해석하였다. 이 연구에서 석영으로 확인된 연갈색 구슬과 편으로 수습되어 기법을 파악하기 어려운 청색 유리구슬은 제외하였다. 중간 크기의 진청색과 연청색 유리구슬의 단면에서는 다수의 기포와 미용융 첨가제가 방사상으로 형성되어 있다. 이는 구슬 구멍과 교차하는 횡으로 배열되어 있으며, 구슬 가장자리는 원형을 잘 유지하고 있다. 접은 접합면은 관찰되지 않으며 투명도에는 다소 차이가 있다. 따라서 두 구슬 모두 금속 막대에 감아 잘라낸 방법으로 제작했을 가능성이 높다.
가장 작은 크기의 진청색 유리구슬은 기포의 크기가 일정하지 않으며, 단면에서는 용융되지 못한 첨가제의 형태가 다양하게 나타난다. 이는 단면의 절단면이 편평하게 나타나며, 시료의 전처리 전 상태에서 구슬 구멍과 평행하게 신장된 첨가제가 분포하고 있는 부분이 확인되었다. 따라서 용융된 유리를 길게 늘여 절단한 것으로 보이며, 시료의 크기가 가장 작은 것도 이를 뒷받침 한다.
한편 가장 큰 진청색 유리구슬은 기포가 거의 없으며, 첨가제 등 불순물이 불규칙하게 산포되어 있다. 불순물의 일부는 주사전자현미경 관찰에서도 포도상 결정 형태의 주석으로 확인되었는데, 혼입된 첨가제가 용융되지 못하고 잔존하고 있었다. 이는 이 유리구슬이 다른 유리구슬에 비해 상대적으로 낮은 용융온도와 짧은 냉각시간을 겪어 산출된 것으로 해석할 수 있다. 따라서 이들은 거푸집을 이용하여 주조기법으로 제작하였을 가능성이 큰 것으로 판단된다.
한편 금박 유리구슬은 청색 유리구슬과 동일하게 편으로 수습되어 제작기법을 추정하기는 한계가 있다. 그러나 주사전자현미경의 반사전자영상에서는 금박층 사이에 SiO2층이 존재하는 것을 확인하였고, 구슬의 가장자리 부분에 금박이 피복되어 있는 것이 관찰되었다. 따라서 투명한 유리 위에 금박을 입히고 다시 유리를 입히는 일반적인 금박 유리구슬의 제조방식에 따라 제작되었을 것으로 해석하였다.
이 연구에서 검토한 석영 구슬과 금박 및 청색계열 유리구슬은 모두 수촌리 8호분의 장신구에서 수습된 것이다. 이와 같이 한 장소에서 하나의 장신구에 활용한 구슬이 색과 조성 및 종류가 다르고 제작기법도 조금씩 달랐다. 따라서 이 구슬들은 제작장소와 사용재료 및 제작자의 다양성은 물론 외부에서의 유입 가능성도 높은 것으로 보인다. 또한 매장주체를 위해 특별히 생산한 위세품이라기 보다는 장례의식에 필요했던 구슬을 조달해 구성함에 따라 조성 및 제작기술의 다양성이 나타난 것으로 해석할 수 있을 것이다. 이 결과는 수촌리 출토 유리질 유물의 제작기술과 당시의 정치 및 사회문화적 관계를 검토할 수 있는 과학적 자료로 활용할 수 있을 것이다.
5. 결 언
1. 수촌리 고분군에서는 여러 차례의 발굴조사를 통해 다양한 시기의 유물과 유구가 확인되었다. 이 중에서 백제시대의 분묘로 알려진 8호분, 11호분, 12호분 및 18호분에서는 청색, 녹색, 청록색 및 갈색 계열의 구슬 장신구가 다량 출토되었다. 이 연구에서는 8호분에서 수습한 연갈색 구슬과 청색계열 및 금박 유리구슬에 대해 정밀분석을 수행하였으며, 이를 근거로 제작기법을 검토하였다.
2. 파편으로 수습된 청색 유리구슬은 가장자리에서 풍화대와 비풍화대가 뚜렷하게 구분되며, 기질에는 갈색의 불순물이 내포되어 있다. 진청색 유리구슬은 크기별로 3종이 있으며, 기포의 배열방향과 기질에 남아있는 미용융 첨가제의 상태가 조금씩 다르게 나타났다. 특히 연청색 유리구슬은 투명도가 높아 단면에서 방사상으로 형성된 기포와 불순물이 다량 확인되었다.
3. 연갈색 구슬에서는 기포가 관찰되지 않았으며, 안정제나 착색제 등의 불순물도 발견되지 않았다. 구슬의 표면은 연한 갈색의 선구조가 있으며, SiO2만 검출되는 것으로 보아 이는 유리의 제작과정을 거치지 않은 순수 광물로 석영의 변종인 마노(agate) 또는 옥수(chalcedony)를 둥글게 가공하여 구슬로 사용한 것이다.
4. 금박 유리구슬의 단면에서 금박층은 얇은 선으로 나타나며 Au의 함량이 84.78∼98.79 wt.%로 거의 순금에 가깝다. 또한 금박층 사이에서는 SiO2층이 확인되었다. 이는 투명한 유리에 금박을 피복한 후 다시 유리를 입히는 방법으로 제작하였다는 것을 지시하는 증거이다.
5. 수촌리 8호분의 유리구슬은 칼륨과 나트륨 계열의 유리가 공존하며, 연청색 유리구슬의 안정제로 사용한 재료는 식물의 재에서 기원한 것으로 판단된다. 그러나 다른 유리구슬들은 탄산수소나트륨(NaHCO3) 성분의 광물을 사용한 것으로 해석되었다.
6. 유리구슬 내부의 미용융 첨가제에서는 융제와 안정제 및 착색제가 모두 검출되었으며, 다양한 형태의 결정으로 산출되었다. 석영질 유리를 제외한 수촌리 8호분 유리구슬의 발색에 관여한 착색제는 TiO2와 MnO 및 Fe2O3로 확인되었다. 또한 금박 유리구슬에서는 모든 착색제의 성분이 전혀 검출되지 않았다. 따라서 수촌리 8호분의 모든 청색계열 유리구슬의 착색은 철분의 영향으로 해석되며, 진청색의 발색에는 망간과 티타늄이 관여한 것으로 판단된다.
7. 기포의 양과 배열방향 및 불순물의 형태와 절단면의 유무 등을 검토해 완형으로 수습된 유리구슬의 제작기법을 해석하였다. 이 결과, 중간 크기의 진청색 및 연청색 유리구슬은 금속막대에 감아 만든 것으로 보이며, 가장 작은 크기의 진청색 유리구슬은 잡아 늘려 제작한 것으로 판단된다. 또한 가장 큰 진청색 유리구슬은 거푸집을 이용한 주조기법을 적용한 것으로 보았다.
8. 이와 같이 한 장소에서 하나의 장신구에 사용한 유리가 색상과 조성 및 종류가 다르고 제작기법도 조금씩 달랐으나, 특히 금박 유리구슬이 있다는 것은 피장자의 신분이 지배계급이라는 것을 의미할 수 있다. 따라서 이 구슬들은 장소와 재료 및 제작자의 다양성은 물론 외부의 유입 가능성도 있는 것으로 보인다. 또한 매장주체를 위해 특별히 체계적으로 생산한 위세품이라기 보다는 장례 의식에 필요했던 구슬을 조달해 구성함에 따라 조성 및 제작기술의 다양성이 나타난 것으로 해석할 수 있다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
Full text via DOI
Download Citation
