XRD와 SEM－EDS분석을 통하여 본 향목리동굴유적의 신석기시대 질그릇

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《발굴자료에 대한 정리와 분석종합은 력사유적발굴사업을 결속하는 중요한 공정이며 유적유물의 진가를 밝혀내는 진지한 탐구과정입니다.》 (《김정일전집》 제3권 124페지)

최근 김일성종합대학 력사학부에서는 평양에서 북동쪽으로 약 40km떨어진 평양시 강동군 향목리에서 퇴적층의 총두께가 7.5m에 달하고 7개의 지층으로 되여있으며 구석기시대, 신석기시대, 청동기시대 문화층들이 차례로 겹놓인 동굴유적을 새로 발굴하였다. 이 유적의 신석기시대 문화층인 6층에서는 조선옛류형사람의 이발과 함께 새김무늬질그릇쪼각들이 40여점 발견되였다. 새김무늬질그릇은 우리 나라 신석기시대의 대표적인 유물들중의 하나로서 당시 사람들의 생활과 생산활동, 문화를 보여주는 귀중한 문화유산이다. 우리는 질그릇유물연구에 널리 적용하고있는 X－선회절분광분석법(XRD)과 주사전자현미경－에네르기분산형 X－선분광분석법(SEM－EDS)을 리용하여 향목리동굴유적의 신석기시대 새김무늬질그릇쪼각들을 분석하였다.

XRD와 SEM－EDS분석은 우선 향목리동굴유적의 신석기시대 질그릇들이 신석기시대 후기에 해당하는 질그릇들이라는것을 말해준다. XRD분석에 의하면 붉은 밤색질그릇들의 주요광물조성은 석영, 해록석, 백운모, 일리석, 홍석류석이며 연한 밤색질그릇은 석영, 해록석, 백운모, 나트리움장석, 리티움장석이 기본광물조성을 이룬다. 한편 SEM－EDS분석에 의하면 SiO₂ 과 Al₂O₃함량은 각각 49~59%, 20~24%로 높으며 K₂O는 3~4.4%, Na₂O는 검출되지 않거나 0.96%이다. MgO와 CaO는 각각 1~2%로 낮으며 Fe₂O₃함량은 12~15%로 비교적 높다. 특히 활석이나 석면은 두 시료들에서 관찰되지 않는다. 이것은 이 질그릇들이 모두 석면이나 활석을 첨가하지 않고 모래를 섞어 만들었거나 Al₂O₃함량이 높은 점토만으로 만든 신석기시대 후기 질그릇의 특징을 가지고있다는것을 말해준다.

XRD와 SEM－EDS분석은 다음으로 향목리동굴유적의 신석기시대 질그릇들이 870℃이하의 온도에서 소성되였다는것을 보여준다. 일반적으로 점토로 빚은 질그릇을 소성할 때 최대소성온도와 소성시간에 따라 점토분해와 인공광물형성이 다같이 일어난다. 분석한 질그릇시료들에서 일리석과 장석이 존재하는것은 최대소성온도가 900~950℃이하라는것을 말해준다. 그리고 시료들에서 석영이 α－석영으로만 존재하므로 α－석영의 β－린석영에로의 전이온도인 870℃는 넘어서지 못하였다. 특히 2차전자화상에서 알갱이들이 유리화된 흔적이 전혀 관찰되지 않는것은 질그릇시료들의 최대소성온도가 그리 높지 않다는것을 가리킨다. 그러나 주요점토광물인 고령석이 존재하지 않는것으로 보아 그 녹음온도인 550℃보다는 높은 온도에서 소성되였다고 볼수 있다. 결국 향목리동굴유적의 신석기시대 질그릇들은 550~870℃의 비교적 낮은 온도에서 간단한 방법으로 소성하여 만든 질그릇들이라고 추정할수 있다.

또한 SEM－EDS분석은 질그릇들의 색을 내는 발색원소가 철이며 재료준비에 비교적 세밀한 정선방법이 적용되였다는것을 보여준다. 발색원소들인 Cr, Mn, Ti, Cu 등은 그 함량이 매우 낮거나 검출되지 않지만 Fe₂O₃함량은 붉은 밤색과 연한 밤색시료들에서 각각 15.31%와 12.53%로서 비교적 높으면서도 일정하게 차이난다. 이것은 질그릇들의 색이 소성조건이 아니라 철과 그 함량에 기인한다는것을 말해준다. 한편 2차전자화상에서 질그릇시료들의 립자크기는 0.15mm이하이며 매우 균일하다.

이와 같이 향목리동굴유적의 신석기시대 질그릇들은 우수한 재료선택과 정선기술을 적용하고 풍부한 철을 리용하여 색을 내였을뿐아니라 비교적 낮은 온도에서 손쉽게 소성하여 만든 질그릇들로서 우리 나라 신석기시대 후기 질그릇의 특징을 잘 나타내고있다.