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영어

In this paper, the results of the metallographic investigation and provenance study from three copper bottles excavated at Mansu-ri site in Cheongwon are presented. ICPS, metallography and SEM-EDS were used in order to assessthe production technology, and lead isotope analysis was used to infer the possible provenance of the copper bottles.
The compositional analysis of the samples shows three main elements: Cu (67.83-74.89%), Sn (7.68-10.17%) and Pb (5.21-10.86%). In addition, optical examinations revealed two main phases: an -phase and a partial +β phase.
The metallic phase is clearly indicative of a casting process without any heat treatment or cold working. Various non-metallic inclusions are observed, including Pb, S (Sulfur) and Fe. It appears that Pb was intentionally added to facilitate the casting process. On the other hand, S and Fe were included by accident in the melting process of copper ore. It appears that chalcopyrite or bornite was used as ore.
The lead isotope ratios of the samples were compared with the existing data, and the results suggest that copper bottle no. 1 and no. 2 may have come from the southern part of Mainland China. Copper bottle no. 3, on the other hand, did not fall into any discrete field. It may be suggested that the accumulation of such results from the scientific analysis of copper artifacts will provide a basis for the systematic understanding of the Bronze Culture of the Korean peninsula.

한국어

본 연구는 청원 만수리 유적에서 출토된 동제병(銅製甁) 3점을 대상으로 금속학적 연구 및 납(Pb)동위원소비를 이용한 산지추정을 하여 당시 제작 기술체계의 한 측면을 알아보고자 하는데 목적이 있다.
선정된 동제병 3점은 자연과학적 분석방법을 이용하여 성분분석(ICP) 및 미세조직관찰(Optical·SEM-EDS)을 하였으며, 납동위원소비(TIMS·선형판별분석법)를 이용해 납의 산지추정을 하였다.
성분분석결과 3점 모두 Cu-Sn-Pb 삼원계로 밝혀졌으며, 구리(Cu) 67.83%~74.89%, 주석(Sn) 7.68%~10.17%, 납(Pb) 5.21%~10.86%의 조성비를 나타내고 있다.
미세조직 관찰결과 3점 모두 α상 기지에 부분적으로 공석상인 α+δ가 관찰되며, 열처리 등이 물리적 작업흔이 없는 주조품으로 확인된다. 개재물로는 납(Pb), 황(S), 철(Fe)이 관찰되는 데 납(Pb)은 주조성을 높이기 위한 것으로 생각되고 황(S) 그리고 철(Fe)은 원광석에 함유되어 있던 것으로 제련과정을 거치는 동안 우연히 포함된 것으로 추정된다.. 즉 제련에 공급된 원광석의 종류는 황화물계로 황동석(CuFeS2) 혹은 반동석(Cu5FeS4)을 원료로 사용했음을 알려주는 것이다. 또한 동제병 3점 모두 α상 내에 strain line이 관찰되는데 이는 제작 당시 물리적인 요인에 의해 형성된 것으로 추정된다.
동제병 3점 각각의 납(Pb)동위원소비를 분석하고 이미 확보된 방연광 납(Pb)동위원소비 데이터를 비교하여 납(Pb) 원료의 산지를 추정하였다. 그 결과 동경 1·2는 중국남부에 그룹에 속하였으며, 동제병 3은 어느 그룹에도 속하지 못한 미지의 방연광으로 추정되었다.
이와 같은 청동기에 대한 과학적 분석이 축적되면 지역에 따라 청동기를 통해 이루어졌던 문화를 추적하는데 도움이 될 수 있으며 나아가 우리나라 청동기 문화를 체계적으로 이해할 수 있는 근거가 마련될 것으로 생각된다.