성산성은 경상북도 성주군 성주읍 성산리에 위치하고 있으며, 면적은 약 55,780㎡, 둘레 는 약 2,000m 정도로 추정된다. 이는 테뫼식 산성으로 알려져 있고 1963년에 사적으로 지 정되었다가 1966년 12월에 사적 해제되어 현재는 공군 00부대 대공방위를 위한 군사시설 이 위치하고 있다. 성산성에 대한 지표조사와 발굴조사가 있었지만, 그 성격과 축조시기 등 에 대한 명확한 정보는 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 고지도와 고문헌에 따르면, 성산성은 산성이 아닌 봉수가 있는 것으로 표기된 자료는 다 수가 존재한다. 성산성은 최소한 조선시대에는 그 존재적 가치가 없는 상태이거나, 그 존재 의 실체를 인지하지 못하여 활용가치에서 제외되었음을 알 수 있다. 다만, 1668년 경산(지 금의 성산)에 관련된 사찬지인 󰡔경산지󰡕에 의하면, 성산봉수대 꼭대기에 옛 성터와 절터가 남아 있으며, 저수지도 있다고 기록한 것이 유일하다. 성산성에 대한 조사가 가장 먼저 이루어진 것은 1917년 일제강점기 일본학자에 의하여 실시되었다. 사적 제91호로 지정될 당시인 1963년의 조사내용은 기록이 남아있지 않아 명 확한 내용은 파악되지 않으며, 1966년 지정해제 당시의 문화재위원회의 실태조사 내용은 국가기록원에 보관되어 있다. 또한, 2008년 지표조사를 시작으로 부분적으로 시ㆍ발굴조사 등이 이루어져 성주 성산 성의 체성 일부 등이 조사되었으며 이를 바탕으로 조사를 담당한 연구조사기관에서 성주 성 산성의 체성 둘레를 추정하여 제시한 바 있다. 여러 문화재 전문조사기관에서 시행한 지표조사 결과 추정한 성산성의 평면은 부정형의 다각형을 이루고 있는데 이것은 일반적인 산성 특히 치소성(治所城)의 평면 형태라고 보기 어렵다. 그리고 성산성은 군부대가 이미 오랜 기간 주둔하여 상당한 지형 훼손이 이루어져 축조 당시의 둘레와 진행 방향을 추정하기가 지금으로서는 어렵다. 그리고 각종 지표조사와 각종 시(발)굴조사에서 상당한 양의 기와편과 도기편, 일부 청자편 도 수습되고 있는 것은 사실이며 최근의 조사에서는 건물지와 함께 막새기와도 출토되었다. 이러한 고고학적인 상황을 볼 때 성산성이 치소로서의 기능을 하였다고 추정해 볼 수도 있을 것이다. 사실 치소성이 산 위에 있는지 또는 산 아래에 있는지에 대하여 이미 상당한 논쟁이 있지만 고려시대 전체를 일괄하여 단정 짓기는 어려운 점이 있다고 본다. 그럼에도 불구하고 2022년 성주 성산성 정밀지표조사를 통하여 획득한 성과는 체성부 의 윤곽선을 파악할 뿐만 아니라, 성산성의 정체성을 추정할만한 근거가 되는 문지, 건물지, 연지 등과 함께 봉수대의 위치를 함께 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 지금까지의 성산성에 대한 조사와 연구가 현지 여건상 부족한 부분이 있는 것은 분명하 지만 금번 연구에서 성산성에 관련한 현존하는 모든 자료를 수집, 정리, 분석하였다. 뿐만 아니라, 각종 고문헌, 고지도를 한 자리에 정리하여 자료화하였다는 점에서 그 의의가 있다. 앞으로 성산성에 관련된 자료가 더 확보되고 연구가 지속되길 기대하면서 이러한 연구에 조 금이나마 보탬이 되는 내용이었길 바란다.

With the accumulations of outcomes from archaeological excavations of mountain fortress of three kingdoms period, there have been studies about time-periodic territory range of mountain fortress, difference in the way(method) of construction, defence system and so on from various points of view. This is an empirical study on the construction method of the valley part of stone fortress. First of all, it is required to secure large quantity of fresh water for those who lived at mountain fortress. Especially when builders of fortress construct a fortification at the valley part of stone fortress, in advance they must sufficiently consider several options including the establishment of sustainable water resources. First, when it comes to build a fortification on a ridge[or a slope] of a mountain, you have only to consider a vertical stress. However, when it comes to build a fortification at the valley part of a mountain, You must have more sufficient preparations for the constructing process. Because there are not only a vertical stress but also a horizontal pressure simultaneously. Second, a fortification of mountain fortress built by using unit building stone is a structure of masonry construction like brick construction, and the valley part of it is where the construction of the fortification begins. Third, when it comes to build a fortification at the valley part of a mountain, it seems that they use a temporary method such as coffer dam in oder to prevent the collapse of the fortification due to heavy rain. Furthermore, in response to a horizontal pressure a fortification is built by the way of its plane make an arch, or by piling up the soil with the plate method(類似版築) and earthen wall harder method(敷葉) they increase cross-sectional area of the fortification and its cutoff capacity. In front direction they put the reservoir facility for the fear that the hydraulic pressure and earth pressure are directly transmitted to the fortification. The process of constructing the fortification at the valley part of a mountain is done in the same oder as follows; leveling of ground(整地) ⇨ construction of coffer dam ⇨ construction of the fortification between the both banks of the valley ⇨ construction of the fortification at bottom part of spill way(餘水路) between the both banks of the valley ⇨ construction of spill way(餘水路) & reservoir facility ⇨ construction of the fortification at upper part of spill way between the both banks of the valley. Coffer dam facility seems to be not only the protection device on occasion of flood but also an important criterion to measure the proper height of spill way or tailrace(放水路). This study has a meaningful significance in that it empirically examines the method of reduction of the horizontal pressure which the fortification at the valley part of a mountain takes, the date the construction was done, and wether the changes in climate such as heavy rainfall influence the process of construction.

제주도 동부 성산 일출봉 일대 현무암류에 대한 암석기재, 암석화학적 특징 및 마그마 성인에 대하여 연구하였다. 본 지역의 지질은 층서적으로 최하부에 표선리현무암이 놓이며, 그 위에 성산리현무암이 분포하는데, 이는 라필리스톤층 및 고토양층에 의해 하부용암류와 상부용암류로 구분된다. 본 지역에서 산출되는 용암류는 반정 광물의 종류 및 조직에 따라 크게 침상장석 감람석 현무암과 비현정질 현무암으로 구분할 수 있다. 본 지역의 화산암류는 TAS분류도에서 알칼리계열 현무암과 비알칼리계열 현무암으로 분류되며, 비알칼리 계열 현무암은 쏠리아이트암으로 분류된다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리현무암에 비하여 SiO2, FeOT, CaO 함량이 높고, TiO2, K2O, P2O5 함량과 다른 불호정성원소 함량의 낮은 값을 가지는 특징을 보인다. MgO 함량 변화에 따른 미량 원소 변화에서 호정성 미량 원소의 변화 경향은 대체로 정(+)의 상관 관계를 나타내고, Th을 마그마 분화 척도로 사용한 불호정성 미량 원소의 변화 경향도 정(+)의 상관 관계를 나타낸다. 암석화학적 고찰 결과는 본 지역의 암석이 동질기원 마그마 물질의 부분용융의 차이에 의해 생성되었음을 지시한다.

Cretaceous plutonic rocks distributed in Yuga and Seongsan.myeon are of quartz monzodiorite,granodiorite and monzogranite(granite B) in rock types. The modal composition changes systematically and each plutons are divided into the two rock types convenienly, ie. intermediate and acidic rock types:The intermediate rock is composed of quartz monzodiorite mainly and granodiorite, whereas the acidic rock is composed of monzogranite mainly and quartz monzonite. Zirocons are prominently included in plagioclase of the rock forming minerals in the intermediate rock, whereas in the acidic rock, in hornblende and biotite of the rock forming minerals prominently, The amounts of the included zircons are related to the relative amounts of plagioclase or hornblende and biotite in the two rock types. In the ratio of the included zircons of the main rock forming minerals, those of plagioclase are narrowly constant, whereas those of hornblende and biotite are broadly change in the two rock types and the latters in the acidic rock are higher than those in the intermediate rock. The size of zircon grains gradationally decrease from the intermediate rock parts to the acidic rock. From the frequency distribution of lenghth and breadth, those of the intermediate rock are bimodal or polymodal, and those of the acidic rock are unimodal shape. From these fact, it is suggested that the two rock types are comagmatic origin, but zircon concentrates of each rock type may have been crystallized under some different magmatic environment in the physico-chemical condition.

The purpose of this study is to clarify the environmental changes and human activities before and after the fortification of the Seongsan Sanseong Fortress (hereinafter mountain fortress) in Haman through using pollen analysis. For this purpose, samples were taken at the Tr-2 site in the Warm-temperate forest. The results of the analysis are as follow. ① Before and after the fortification of the mountain fortress, the area around it has changed from a broad-leaved forest (The HS-I period) into a deciduous broad-leaved forest (The HS-II period) and finally into a the mixed conifer and deciduous broad-leaved forest (The HS-III period). ② The HS-I period (before the middle of the 6th century, compared to the nationwide pollen zone RIIIa during the Postglacial) was covered with cool-temperate southern forests(including some species of Warm-temperate trees) and was very similar to the current climate environment during the Gaya period before the fortification. ③ The HS-II period (mid to late 6th century, pollen zone RIIIa) was covered with typical cool-temperate southern forests after the fortification and the temperature was slightly lower than the first stage. ④ The HS-III period (7th~8th century/9th century, pollen zone RIIIb) is an era of clear human interference, causing the destruction of forests in earnest and paving an active agricultural life.

The depth of low permeable layer in Jeju Island was analyzed using the geologic columnar section data. The highest low permeable layer was found in center of Mt. Halla and the deepest area was in eastern part of Jeju Island. The study area, Seongsan watershed, is located in the eastern part of Jeju where the low permeable layer showing deep in a northward direction. Based on this analysis, the MODFLOW modeling was performed for groundwater flow of Seongsan watershed. The boundary of Seongsan watershed was set up as a no-flow and the modeling result showed the difference -0.26~0.62 m compared to the observed groundwater level. Meanwhile, MODFLOW model results considering low permeable layer showed -0.26~0.36 m differences compared to groundwater level and indicated more accurate than no-flow method result. Therefore, to interpret the groundwater flow over Seongsan watershed, comprehensive consideration including the low permeable layer distribution below the basalt layer is needed.

지하수 의존도가 높은 제주도에서는 담수 지하수는 물론 어류의 육상 양식을 위한 염분이 높은 지하수도 활발하게 개발되고 있다. 본 연구는 제주도 성산유역을 대상으로 담수와 염수 지하수 개발이 지하수계에 미치는 영향을 분석하였다. 경계면 모델을 이용하여 담수와 염수의 흐름을 모의하고 담수와 염수 개발의 영향을 조사하였다. 담수 개발은 기존의 연구결과에서 익히 알려진 바와 같이 지하수위 강하와 해수쐐기 침투를 야기하는 것으로 나타났다. 염지하수 개발은 지하수위를 강하시키는 부정적 영향과 함께 해수침투를 저감시키는 긍정적 효과도 있는 것으로 나타났다. 담-염수 사이의 유한한 두께의 천이대에 대한 수정 Ghyben-Herzberg 비율을 유도하고 해수침투 관측정에서 관측된 자료와 비교하였다.

Butyltin compounds (BTs) in seawater, sediments and organisms (Thais clavigera, Liolophura japonica and Cellana nigrolineata), were quantitatively determined to evaluate their distribution inside Songsan Harbor of Cheju Island. In addition, imposex in T. clavigera was used to assess the effect on organisms of BTs. Analysis of the samples collected in seawater, sediments (March, June and August) and organisms (May, July and August) in 1998, confirmed the contamination of BTs in the aquatic environment inside Songsan Harbor. The main BTs species in seawater and sediments was monobutyltin (MBT), tributyltin (TBT), respectively, irrespective of survey time. In organisms, TBT and dibutyltin (DBT) were detected in similar concentrations for T. clavigera and L. japonica, but for C. nigrolineata, DBT concentration was the highest. TBT, the most toxic to aquatic organisms among BTs, was found at concentrations which were sufficient to have a serious effect on the sensitive organisms upon chronic exposure. The relatively high correlations (r>0.83) between BTs indicated that DBT and MBT were mainly degraded from TBT based on antifouling paint and their sources were negligible. The sedimentary organic matters did not have influence on the distribution of BTs in marine environment, and lipid content in T. clavigera did not show a correlation with TBT concentrations. The rate of occurrence of imposex in T. clavigera was 100 %, and the relative penis length index (RPLI) and the relative penis size index (RPSI) which represent the degree of imposex were 79.7%, 58.1%, respectively. Measurement of imposex in T. clavigera was expected to be a very helpful tool for preliminary survey of BTs prior to trace analysis of BTs.

성산광산과 법수광산에서 산출되는 토수다이트의 광물학적 특성을 X선회절분석, 화학분석 및 전자현미경분석에 의하여 수행한 후, 이들을 비교 연구하였다. 두 광산에서 토수다이트는 백악기의 화산쇄설성암이 열수변질작용을 받아 형성된 광물로서, 미정질의 석영, 딕카이트, 일라이트/스멕타이트 또는 운모/스맥타이트 혼합층광물과 함꼐 산출된다. 토수다이트는 극미립의 엽편상집합체로서 발견되며, 입자의 크기는 성산토수다이트가 법수다이트 보다 더 크다. X선회절분석 결과는 토수다이트가 이팔면체형 스멕타이트와 이팔면체형 녹니석이 1:1로 규칙적으로 혼합층을 이루는 광물임을 지시한다. 법수토수다이트는 성산토수다이트에 비하여(00ℓ ) 회절선의 수가 더 많으며, 적층순서가 더 규칙적이다. 화학분석 결과, 토수다이트는 리튬을 포함하며, 바이델라이트형 스멕타이트와 돈바사이트의 혼합층광물이며, 층간이온은 칼륨이 주를 이루며, 쿠카이트 성분이 녹니석층 내에 약간 존재한다는 것이 밝혀졌다. 법수토수다이트는 성산토수다이트 보다 사면체자리에 더 많은 Al을, 팔면체자리에는 더 적은 Al을 가지며, 층간이온으로 더 많은 Ca를 가지고 있다. 토수다이트는 백운모에서 일라이트/스멕타이트나 운모/스멕타이트 혼합층광물로 변질되는 중간 단계의 산물로서 형성된 것으로 생각되며, 형성 온도는 100 ℃부터 300 ~ 480 ℃ 범위인 것으로 추정된다. 열수변질을 일으킨 열수용액은 산성이고, 열수용액 내 Si와 Al의 농도는 높았고, K의 농도는 낮았던 것으로 생각된다.

해남 성산광산에서 산출되는 명반석에서 나타나는 진동누대구조를 back-scattered electron(BSE) 상과 전자현미분석기를 이용하여 연구하였다. 이런 누대구조는 편광현미경 하에서는 관찰되지 않자만, BSE상에서는 아주 명확히 관찰된다. 전자현미분석에 의하면 이런 누대구조는 명반석 구조 내 A 자리에서 칼륨을 치환하는 나트륨의 양적인 차이에 의하여 생긴다는 것을 지시한다. BSE상에서 밝기가 증가함에 따라 칼륨의 양은 증가하지만, 나트륨의 양은 감소한다. 섬세한 작은 규모의 누대구조와 인접한 zone사이의 명확한 경계는 이런 진동누대구조가 성장하는 명반석 결정주변의 열수용액의 성분의 변화에 기인하여 형성된 것임을 가리킨다. 이러한 변화를 초래한 요인은 1) 유입되는 유체 성분의 변화 및 2) 보다 안정한, 나트륨이 적은 명반석의 따른 침전에 의한 용액성분의 변화일 것으로 생각된다.

토수다이트(tosudite)는 녹니석/스멕타이트의 규칙적 혼합층광물(regularly interstratified mineral of chlorite/smectite)로서, 성산광산 주변의 열수변질작용을 받은 백악기 황산응회암층 내에서 발견된다. 이 광물은 주로 일라이트, 딕카이트, 나크라이트 및 석영에 수반되어 산출되며, 때로는 흑색의 납석 내 공극을 나크라이트 또는 석영과 함께 채우기도 한다. X-선회절분석, 화학분석, 시차열분석, 열중량분석 및 적외선 분광분석에 의하여 성산 토수다이트는 dioctahedral chlorite와 dioctahedral smectite가 1:1로 규칙적으로 혼합층을 이룬 광물임이 확인되었다. EPMA분석과 ICP-MS 분석에 의하면 성산 토수다이트는 많은 양의 알루미늄을 포함하고 있으며, 철과 마그네슘의 양은 적다. 또한 상당한 양의 리듐(0.42 wt.%)을 함유하고 있다. 성산 토수다이트의 구조식은 산소 50을 기준으로 할 경우 다음과 같다. :(K0.73Na0.02Ca0.07)(Si113.23Al2.77)(Li0.52Mg0.08Mn0.01)Fe3+0.07Al12.33)O40(OH)20 화학분석치로부터 성산 토수다이트는 리튬을 함유하는 돈바사이트(donbassite)와 층간이온이 칼륨인 바이델라이트(beidellite)의 혼합층광물임을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 열분석과 적외선흡수광분석 자료에서도 확인된다. 성산광산 주변의 열수분대에 의하면, 성산 토수다이트의 생성 온도는 초기 딕카이트화작용과 후기 알바이트화작용의 중간에 해당하는 110˚~270˚C로 추정된다.