Top Banner
หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 71 ธรณีวิทยาศึกษาเรื่องราวเกี่ยวกับโลก โลกประกอบดวยหิน หินประกอบดวยแร แรประกอบดวย ธาตุ และธาตุประกอบดวยอะตอม อะตอมประกอบดวย อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน และเมื่อยอนกลับ วาโลกเกิดไดอยางไร นั่นคือเกิดจาก นิวตรอน โปรตอน อิเล็กตรอน ประกอบเปนอะตอม อะตอมประกอบเปน ธาตุ จากธาตุประกอบเปนแร จากแรประกอบเปนหิน และจากหินประกอบเปน.. โลกที่เราอาศัยอยูนั่นเอง...3.1 การพิจารณาบงบอกชื่อแรในสนาม (Field identification of minerals) การที่จะศึกษาธรณีวิทยาในสนามไดดีควรตองมีความรูเรื่อง หิน (rock)” ซึ่งนักธรณีวิทยาให นิยามของหินวา หิน คือ ของแข็งที่ประกอบดวยมวลของแรหรือสารที่คลายแรที่เกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติอยูในเปลือกโลกหรือ หิน คือ สวนของเปลือกโลกที่เปนองคประกอบมวลรวมของแรตั้งแต หนึ่งชนิดขึ้นไปดังนั้นการที่จะศึกษาหินไดดีตองรูพื้นฐานที่ดีเรื่อง แร (minerals)” เปนอันดับแรก เพราะนิยามของหินคอนขางขาดความกระชับ และมีคําวาแร ที่ตองขยายความ หากยอนถามถึงนิยาม ของแร หากตอบวา แร คือ สารที่ประกอบขึ้นเปนหินซึ่งเปนคําตอบที่ไมผิดแตเปนแบบกําปนทุบดิน ไมเหมาะสม เพราะไมสามารถแยกแยะแรและหิน หรือสารอื่นออกจากกันได 3.1.1 นิยามของแร (Definition of minerals) นักธรณีวิทยาใหนิยามของแรไวดังนีแร (mineral) คือ ของแข็งที่เปนพวกสารอนินทรียทีเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ประกอบดวยธาตุตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไปที่มีโครงสรางและสูตรเคมีที่แนนอน ดังนั้นสารในโลกหากเรียกวาแรไดตองมีคุณสมบัติครบทั้ง 5 ประการ ดังนีคือ (1) ตองประกอบดวยธาตุตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไปมีสูตรทางเคมีที่แนนอน (2) ตองมีรูปรางการจัดเรียงตัวของโครงสรางของผลึกที่แนนอน
49

@@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

Jul 25, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 71

“ธรณีวิทยาศึกษาเรื่องราวเกี่ยวกับโลก โลกประกอบดวยหิน หินประกอบดวยแร แรประกอบดวย

ธาตุ และธาตุประกอบดวยอะตอม อะตอมประกอบดวย อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน และเมื่อยอนกลับ

วาโลกเกิดไดอยางไร นั่นคือเกิดจาก นิวตรอน โปรตอน อิเล็กตรอน ประกอบเปนอะตอม อะตอมประกอบเปน

ธาตุ จากธาตุประกอบเปนแร จากแรประกอบเปนหิน และจากหินประกอบเปน.. โลกที่เราอาศัยอยูน่ันเอง...”

3.1 การพิจารณาบงบอกชื่อแรในสนาม (Field identification of minerals) การที่จะศึกษาธรณีวิทยาในสนามไดดีควรตองมีความรูเร่ือง “หิน (rock)” ซ่ึงนักธรณีวิทยาให

นิยามของหินวา “หิน คือ ของแข็งท่ีประกอบดวยมวลของแรหรือสารที่คลายแรท่ีเกิดขึ้นเองตาม

ธรรมชาติอยูในเปลือกโลก” หรือ “หิน คือ สวนของเปลือกโลกท่ีเปนองคประกอบมวลรวมของแรตั้งแต

หนึ่งชนิดขึ้นไป” ดังนั้นการที่จะศึกษาหินไดดีตองรูพื้นฐานที่ดีเร่ือง “แร (minerals)” เปนอันดับแรก เพราะนิยามของหินคอนขางขาดความกระชับ และมีคําวาแร ที่ตองขยายความ หากยอนถามถึงนิยามของแร หากตอบวา “แร คือ สารที่ประกอบขึ้นเปนหิน” ซ่ึงเปนคําตอบที่ไมผิดแตเปนแบบกําปนทุบดินไมเหมาะสม เพราะไมสามารถแยกแยะแรและหิน หรือสารอื่นออกจากกันได

3.1.1 นิยามของแร (Definition of minerals) นักธรณีวิทยาใหนิยามของแรไวดังนี้ แร (mineral) คือ ของแข็งที่เปนพวกสารอนินทรียที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ประกอบดวยธาตุตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไปที่มีโครงสรางและสูตรเคมีที่แนนอน ดังนั้นสารในโลกหากเรียกวาแรไดตองมีคุณสมบัติครบทั้ง 5 ประการ ดังนี้ คือ

(1) ตองประกอบดวยธาตุตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไปมีสูตรทางเคมีที่แนนอน (2) ตองมีรูปรางการจัดเรียงตัวของโครงสรางของผลึกที่แนนอน

Page 2: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

72 ธรณีวิทยาภาคสนาม

(3) ตองเกิดเองตามธรรมชาติ (4) ตองเปนของแข็ง (5) ตองเปนสารอนินทรีย

จากคุณสมบัติทั้ง 5 ประการ หากพบวาสารนั้นมีสมบัติครบทั้ง 5 ประการ นักธรณีวิทยาจัดเปนแร แตก็อาจมีบางสารที่มีคุณสมบัติไมครบทั้ง 5 ประการ นักธรณีวิทยาจัดเปน “สารคลายแร (mineraloid)” เชน โอปอล (opal) ซ่ึงเปนอัญมณีที่มีสีหลายๆ สีกระจายอยูในเนื้อหิน หากพิจารณาองคประกอบทางเคมี เขียนสูตรเคมีไดเพียง SiO2•nH2O ซ่ึง n คือ ตัวเลขที่เปนเทาไรก็ไดไมแนนอนไมตรงกับคุณสมบัติขอที่ 4 และที่สําคัญโอปอลไมมีผลึกโครงสรางที่แนนอนตามคุณสมบัติขอที่ 5 ดังนั้นโอปอล จึงไมใชแร จึงจัดเปน “สารคลายแร”

หากพิจารณากรณีของน้ํา เมื่อพิจารณาคุณสมบัติขอที่ 4 น้ําไมใชแร เพราะเปนของเหลว แตถาเปนน้ําแข็งที่ขั้วโลก เมื่อพิจารณาตามคุณสมบัติของแร เราพบวาน้ําแข็งเปนของแข็ง เปนสารอนินทรีย เกิดเองตามธรรมชาติ มีสูตรเคมี H2O มีผลึกโครงสรางของแข็งจับกันระหวางออกซิเจนและไฮโดรเจน ดังนั้น น้ําแข็งจึงเปนแร หรือในรางกายของเรามีกระดูกและฟนซึ่งเปนสารพวก แคลเซียมฟอสเฟต (อะพาไทต, Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) หรือที่เปลือกหอยที่มีสารพวก แคลเซียม คารบอเนต (แคลไซต, CaCO3) จะถือวาเปนแรหรือไม เพราะขาดคุณสมบัติขอที่ 5 ที่ไมเปนสาร อนินทรีย ซ่ึงบางคนก็จะถือวาเปนแร โดยจัดใหเปนขอยกเวน เชนเดียวกับกรณีของ สารปโตรเลียม (petroleum) ที่รูจักทั่วไปวา “แร

เชื้อเพลิง” นั่นแสดงวาจัดเปนแรไปแลว แตในความเปนจริงแลวควรจัดวาเปนแรหรือไม เพราะเมื่อพิจารณาตามคุณสมบัติของแรครบทั้ง 5 ประการ สารปโตรเลียมไมจัดเปนแร เพราะปโตรเลียมไมใชสารอนินทรีย (?) ไมมีสูตรเคมีที่แนนอน เมื่อไมมีสูตรเคมีที่แนนอนโครงสรางของการเรียงตัวของผลึกจึงไมแนนอนตามไปดวย

หลายคนอาจสงสัยตรงประโยคที่วา “เพราะปโตรเลียมไมใชสารอนินทรีย (?)” แลวมีเครื่องหมายคําถาม มีความหมายวาอยางไร ที่มีเครื่องหมายนี้เพราะการเกิดปโตรเลียมมีอยูสองทฤษฎี คือทฤษฎีที่หนึ่งอธิบายวาเกิดจากสารอินทรีย สวนทฤษฎีที่สองอธิบายวาเกิดจากสารอนินทรีย เมื่อเรียกวาเปนทฤษฎีแนนอนวาพิสูจนใหเปนจริงได ทฤษฎีที่อธิบายวาปโตรเลียมมาจากสารอนินทรียนั้นยังแยกออกเปนอีกสองทฤษฎี ทฤษฎีแรกอธิบายโดย เมลเดลลีฟ (Mendeleev) หรือผูที่เรารูจักในชื่อของ “เมลเดลลีฟ: บิดาของตารางธาตุ” กลาววา “สารพวกโลหะคารไบด ท่ีอยูลึกลงไปใตโลกหากทําปฏิกิริยา

กับน้ําท่ีอุณหภูมิสูงจะไดอะเซทิลีน (C2H2) จากนั้นจะเกาะตัวแนนเปนสารไฮโดรคารบอน” ปฏิกิริยาที่วานี้สามารถทําไดในหองปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังมีอีกทฤษฎีอธิบายวาปโตรเลียมเปนสาร อนินทรียที่

Page 3: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 73

ตกคลายฝนมาจากตางดาว (Extra Terrestrial, ET) เพราะพบวาในอุกาบาตบางชนิดมีสารไฮโดรคารบอนอยูดวย อยางไรก็ตามความนาเชื่อถือของทฤษฎีของเมลเดลลีฟ และทฤษฎีจากสารอินทรียมีคอนขางมาก ในแถบยุโรปและอเมริกาเชื่อวามาจากสารอินทรีย จึงมุงสํารวจในหินที่มีสารอินทรีย สวนในแถบรัสเซียเชื่อวามาจากสารอนินทรียจึงมุงสํารวจหาจากหินที่อยูที่ความลึกมากๆ อยางไรก็ตามสําหรับปโตรเลียมในทางกฎหมายถือวาเปนแร สําหรับประเทศไทยยังมีพระราชบัญญัติแรและพระราชบัญญัติปโตรเลียมแยกเฉพาะเจาะจง นักธรณีวิทยาถือเปนกรณียกเวนและถือวาเปนแร หรือถือวาเปน สารคลายแรก็ได

นอกจากนี้ยังมีบางกรณีที่สารนั้นมีสูตรเคมีเหมือนกัน แตโครงสรางการเกาะตัวเปนผลึกตางกัน ถือเปนแรชนิดใหม เชน แรแคลไซต (calcite, CaCO3) กับ แรอะราโกไนต (aragonite, CaCO3) หรือแรไพไรต (pyrite, FeS2) กับแรมารคาไซต (marcasite, FeS2) การที่แรมีสูตรทางเคมีเหมือนกันแตรูปผลึกตางกัน เรียกวา โพลิมอรพิซึม (polymorphism)

คุณสมบัติที่มีประโยชนและชวยในการพิจารณาเรียกชื่อแรและจัดแบงแร คือ คุณสมบัติขอที่ 1 และ 2 สาเหตุที่คุณสมบัติขอที่ 1 และ 2 สําคัญเพราะทําใหสารนั้นๆ มีคุณสมบัติทางกายภาพตางกัน เนื่องจากองคประกอบของธาตุตางกัน มีการสรางพันธะเคมีที่ทําใหเกิดเปนแรที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่คงที่ หรือเปลี่ยนแปลงไดเล็กนอยจึงสามารถนําเอาคุณสมบัติทางกายภาพมาพิจารณาชนิดของแรได ตัวอยางของแรที่ประกอบดวยธาตุเพียงธาตุเดียว เชน ทอง (Au) เพชร (C) เงิน (Ag) ทองแดง (Cu) ฯลฯ หรือแรที่ประกอบดวยธาตุมากกวาหนึ่งธาตุหรือสารประกอบ เชน แรกาลีนา (galena, PbS) แรควอตซ (quartz, SiO2) แรแคลไซต (calcite, CaCO3) แรยิปซัม (gypsum, CaSO4.2H2O) แรฟลูออไรต (fluorite, CaF2) แรดีบุก (cassiterite, SnO2) แรสังกะสี (sphalerite, ZnS) เปนตน 3.1.2 นิยามของธาตุ และอะตอม (Definition of elements and atoms)

จากนิยามของแรมีคําวาธาตุอยูดวย หากไมเขาใจนิยามของธาตุก็จะไมเขาในนิยามของแร ดังนั้นนิยามของธาตุ (elements) คือ “สารบริสุทธ์ิท่ีประกอบดวยสารชนิดเดียวกันหลายๆ อะตอม

(atoms) โดยที่อะตอมนั้นๆ มีจํานวนโปรตอนเทากัน” ตัวอยางเชน ออกซิเจน (O) โซเดียม (Na) อะลูมินัม (Al) ซิลิกอน (Si) ฯลฯ จากคํานิยามของธาตุมีคําวา อะตอม และโปรตอน คําถามที่ตามมา คือ อะตอมคืออะไร และโปรตอนคืออะไร “อะตอม (atom) คือ อนุภาคที่เล็กท่ีสุดของสารหากแบงแยกแลว

จะไมเปนสารนั้น” เชน น้ําเปนสารประกอบระหวางไฮโดรเจนสองอะตอม และออกซิเจนหนึ่งอะตอม

Page 4: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

74 ธรณีวิทยาภาคสนาม

หากเอาออกซิเจนหนึ่งอะตอมมาแยก หรือเอาไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมมาแยก จะแยกได โปรตอน อิเล็กตรอน นิวตรอน ซ่ึงไมเปนออกซิเจน

ภาพลักษณหรือแบบจําลองของอะตอมของธาตุตางๆ (ซ่ึงในความจริงแลวไมมีใครเคยเห็น) แตสมมติขึ้นเพื่อใหไดภาพตัวแทนที่ดังที่ไดเรียนมาแลวในชั้นมัธยม รูปจําลองอะตอมจะเปนลูกทรงกลมมีโปรตอนและนิวตรอนอัดตัวแนนแบบไมเปนระเบียบอยูในแกนกลางของทรงกลมเรียกวานิวเคลียส (nucleus) โปรตอนมีประจุไฟฟาเปนบวกสวนนิวตรอนไมมีประจุไฟฟา และมีอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟาเปนลบวิ่งอยูรอบนอกของนิวเคลียส จากกฎทางไฟฟาที่วาประจุไฟฟาตางกันจะดูดกัน เหมือนกันผลักกัน และอาจสงสัยวาทําไมโปรตอนไมวิ่งไปอยูติดกับอิเล็กตรอนเพราะมีประจุไฟฟาที่ตางกันยอมดูดกัน สาเหตุที่ไมเปนเชนนั้นเพราะโปรตอนและนิวตรอนยึดติดกันดวยแรงทางนิวเคลียร (nuclear attraction) แรงยึดกันของโปรตอนและนิวตรอนมีกวาลานเทาของแรงจากการดูดกันของประจุไฟฟา

หากตองการทราบจํานวนของโปรตอนวามีเทาใดในแตละธาตุ ใหดูที่เลขอะตอม (atomic number) ที่แสดงในตารางธาตุ โปรตอนมีจํานวนเทากับอิเล็กตรอน และหากตองการทราบจํานวนนิวตรอนมีอยูเทาใดในแตละธาตุ ดูที่เลขมวลอะตอม (atomic mass) ที่แสดงในตารางธาตุ มวลอะตอม คือ คาผลบวกของจํานวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียส เชน ออกซิเจน (O) มีมวลอะตอมเทากับ 16 มีเลขอะตอมเทากับ 8 นั่นแสดงวามีนิวตรอนเทากับ 8 หากคาของนิวตรอนเพิ่มขณะที่โปรตอนเทาเดิมเรียกวาธาตุนั้นมีไอโซโทป (isotope) เชน ออกซิเจน-18 แสดงวามีนิวตรอนอยู 10 ตัว ถาออกซิเจน-16 แสดงวามีนิวตรอน 8 ตัว ไอโซโทปจะมีเฉพาะบางธาตุเทานั้น

นอกจากนี้อะตอมอาจมีการใหหรือรับอิเล็กตรอน หากอะตอมนั้นใหอิเล็กตรอนแกอะตอมของธาตุอ่ืนไปจะทําใหมีคาประจุไมสมดุลเกิดขึ้นและมีคาเปนบวก หรือหากรับอิเล็กตรอนเขามาจะทําใหมีประจุเปนลบ เพราะการรับหรือการใหอิเล็กตรอน ทําใหจํานวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในอะตอมไมเทากันเกิดความไมสมดุลทางประจุไฟฟา การที่อะตอมมีคาประจุไฟฟาเรียกวาไอออน (ion) เชน Fe+2 แสดงวาเหล็กมีโปรตอนมากกวาอิเล็กตรอนสองตัว มีคาประจุเปนบวกทางไฟฟา เปนตน และหากไอออนหรืออะตอมจับตัวกันอยางเปนระเบียบแบบสามมิติ ก็จะไดรูปผลึก (crystal) ซ่ึงการตกผลึก คือ การเกิดแรนั่นเอง รูปที่ 3.1 แสดงภาพสรุปการไดมาของแร

3.1.3 ชนิดและปริมาณของธาตุและแรในเปลือกโลก ปจจุบัน (ขณะกําลังเขียนหนังสือเลมนี้, 2551) นักวิทยาศาสตรไดคนพบธาตุที่เกิดเองตามธรรมชาติจํานวน 94 ธาตุ จาก 118 ธาตุ ในขณะนี้ในตารางธาตุ แสดงไวทั้งหมด 118 ธาตุ (ขอมูลจาก

Page 5: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 75

www.webelements.com) อยางไรก็ตาม ธาตุที่นักธรณีวิทยาสนใจคือธาตุที่เกิดตามธรรมชาติ เพราะจากคุณสมบัติของแร ซ่ึงเราจะไมเรียกสารที่ไมไดเกิดเองตามธรรมชาติวาเปนแร

รูปท่ี 3.1 ภาพแสดงความสัมพันธระหวาง อะตอม โมเลกุล หนวยเซลล (unit cell) และ ผลึก แสดงถึงผลึกที่เกิดจากการรวมกันของหลายๆ หนวยเซลล จากหลายๆ อะตอมจับตัวกันเปนโมเลกุล หลายโมเลกุลจับตัวเปนหนวยเซลล หลายๆ หนวยเซลลรวมเปนรูปผลึก หลายผลึกเปนกอนแร (ปรับปรุงจาก Perkins, 2002)

ธาตุธรรมชาติสามารถจับตัวกับธาตุอ่ืนใหกลายเปนสารประกอบได เชน ธาตุตะกั่ว (Pb) จับตัว

กับธาตุกํามะถัน (S) เกิดเปนแรกาลีนา (PbS) หากธาตุสามารถจับตัวกันไดโดยไมมีขีดจํากัด จึ่งนาจะพบแรตางๆ ในธรรมชาติไดอยางมากมายมหาศาล (=9494) แตไมไดเปนเชนนั้น ทั้งนี้เพราะธาตุทั้ง 94 ธาตุไมไดมีปริมาณที่เทาๆ กัน บางธาตุเปนธาตุที่พบไดนอยมาก เชน ทอง (Au) เงิน (Ag) หรือ ปรอท (Hg) ซ่ึงปจจุบันพบแรกวา 4,500 ชนิด (Carlson et al., 2008) ธาตุที่จับตัวกันไดจะตองมีคุณสมบัติดังนี้

(1) มีอิเล็กตรอนที่สามารถแชรรวมกันไดกับอะตอมของธาตุอ่ืน การแชรกันไดของอะตอมของธาตุ รูจักในนามของการสรางพันธะโควาเลนต (covalent bond) หรือ

Page 6: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

76 ธรณีวิทยาภาคสนาม

(2) มีประจุไฟฟาในอะตอมตางกันกับอะตอมของธาตุอ่ืน ซ่ึงประจุไฟฟาตางกันจะดูดกันทําใหอะตอมของธาตุตางชนิดกันรวมตัวกันได รูจักในนามของการสรางพันธะ ไอออนนิก (ionic bond) หรือ

(3) มีอิเล็กตรอนที่สามารถแชรรวมกันไดกับอะตอมของธาตุอ่ืน โดยที่อิเล็กตรอนหนึ่งอิเล็กตรอนสามารถแชรไดหลายอะตอม รูจักในนามของการสรางพันธะโลหะ

ทั้งสามพันธะนี้ทําใหธาตุรวมตัวเปนสารประกอบไดแรใหมเกิดขึ้น จากเหตุผลทั้งสามประการ เราจึงไมสามารถพบแรจํานวน 9494 ชนิด

หมายเหตุ: พันธะวันเดอรวาลส (van der Waals และพันธะไฮโดรเจน (hydrogen) ที่พบในแรจะไมเกี่ยวของกับอิเล็กตรอน เปนผลจากแรงทางไฟฟา (electrostatic force) เนื่องจากการกระจายของประจุในโครงสรางผลึกไมเทากัน เราจะไมจัดเปนประเภทพันธะทางเคมีที่เกี่ยวกับอิเล็กตรอนเชนเดียวกับ พันธะโควาเลนต ไอออนนิค และโลหะ

ชนิดและปริมาณของธาตุที่พบมากที่สุดที่เปลือกโลก (crust) แสดงในตารางที่ 3.1 สวนตารางที่ 3.2 แสดงเพื่อเปรียบเทียบชนิดและปริมาณของธาตุที่พบมากที่สุดของทั้งโลก เปรียบเทียบกับเปลือกโลก และปริมาณที่พบในมนุษยโดยเฉลี่ย และตารางที่ 3.3 แสดงชนิดและปริมาณของแรที่พบมากที่สุดที่เปลือกโลก

ตารางที่ 3.1 ธาตุหลักที่เปนองคประกอบของเปลือกโลก

ชื่อธาตุ % อะตอม % ปริมาตร %มวล

ออกซิเจน (O) 60.5 93.8 46.7 ซิลิกอน (Si) 20.5 0.9 27.7 อะลูมินัม (Al) 6.2 0.8 8.1 เหล็ก (Fe) 1.9 0.5 5.0 แคลเซียม (Ca) 1.9 1.0 3.6 โซเดียม (Na) 2.5 1.2 2.8 โพแทสเซียม (K) 1.8 1.5 2.6 แมกนีเซียม Mg) 1.4 0.3 2.1 อื่นๆ 3.3 - 1.5

ที่มา: Lutgens and Tarbuck (2000)

Page 7: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 77

ตารางที่ 3.2 ธาตุที่เปนองคประกอบของโลก เปลือกโลก และมนุษย

โลก เปลือกโลก มนุษย

ชื่อธาตุ %มวล ชื่อธาตุ %มวล ชื่อธาตุ %มวล

เหล็ก (Fe) 34.63 ออกซิเจน (O) 46.7 ออกซิเจน (O) 64.6 ออกซิเจน (O) 29.53 ซิลิกอน (Si) 27.7 คารบอน (C) 18.0 ซิลิกอน (Si) 15.20 อะลูมินัม (Al) 8.1 ไฮโดรเจน (H) 10.0 แมกนีเซียม (Mg) 12.70 เหล็ก (Fe) 5.0 ไนโตรเจน(N) 3.1 นิเกิล (Ni) 2.39 แคลเซียม (Ca) 3.6 แคลเซียม (Ca) 1.9 ซัลเฟอร (S) 1.93 โซเดียม (Na) 2.8 ฟอสฟอรัส (P) 1.1 แคลเซียม (Ca) 1.13 โพแทสเซียม (K) 2.6 คอลไรต (Cl) 0.4 อลูมิเนียม (Al) 1.09 แมกนีเซียม (Mg) 2.1 อื่น ๆ 0.9 อื่นๆ 1.4 อื่นๆ 1.5 - -

ที่มา: Lutgens and Tarbuck (2000); Thompson and Turk (1993) ตารางที่ 3.3 กลุมแรและปริมาณที่พบในเปลือกโลก

ตัวอยางแร กลุมแร

แร สูตรเคมี

%ปริมาณ

เฟลดสปาร (feldspar) แอลไบต (albite) ออรโทเคลส (orthoclase)

NaAlSi3O8 KAlSi3O8

51

ควอตซ (quartz) ควอตซ (quartz) SiO2 12 ไพรอกซีน (pyroxene) ออไจต (augite,

ไดออบไซต (diopsite) (Ca, Na)(Mg, Fe, Al)(Al, Si)2O6 CaMgSi2O6

11

แอมฟโบล (amphibole) ฮอรนเบลนด (hornblende) เทรโมไลต (tremolite)

Ca2(Mg, Fe)5Si8O22(OH)2 Ca2Mg2(Si8 O22(OH)2

5

ไมกา (mica) มัสโคไวต (muscovite) ไบโอไทต (biotite)

KAl2 (AlSi3O10)(OH, F)2 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH, F)2

5

แรดินเหนียว (clay minerals)

คาโอลิไนต (kaolinite) อิลไลต (illite)

Al2Si2O5 (OH)4 K0.8Al2 (Si3.2Al0.8) O10(OH)2

5

โอลิวีน (olivine) โอลิวีน (olic\vine) (Mg, Fe)2SiO4 3 แคลไซตและโดโลไมต (cacite and dolomite)

แคลไซต (calcite) โดโลไมต (dolomite)

CaCO3 Ca, Mg (CO3)2

2

อื่นๆ 6

ที่มา: Perkins (2002) อางถึง Ronov and Yaroshevsky (1969)

Page 8: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

78 ธรณีวิทยาภาคสนาม

ตารางที่ 3.3 ผูเขียนเห็นลําดับและตัวเลขการประมาณปริมาณเปอรเซ็นตแรที่คอนขางแตกตางกันในหนังสือแตละเลม ยกเวนลําดับที่หนึ่งและสองทุกเลมเหมือนกัน คือมีเฟลดสปารมากที่สุดและรองลงมา คือ ควอตซ แตจากลําดับที่ 3 ลงไปคอนขางแตกตาง เชน โอลิวีน ไพรอกซีน แอมฟโบล ไมกา แรดินเหนียว และแคลไซตและโดโลไมต หรือ ไมกา ไพรอกซีน แอมฟโบล โอลิวีน แรดินเหนียว และแคลไซตและโดโลไมต ทั้งนี้เพราะการคํานวณขึ้นอยูกับการประมาณชนิดของหินที่พบในเปลือกโลก ตางคนอาจประมาณตางกัน แตเมื่อพิจารณาลักษณะการศึกษา ผลการศึกษาของ Ronov and Yaroshevsky (1969) มีผูอางถึงคอนขางมาก ผูเขียนไดจัดลําดับตามการศึกษาของ Ronov and Yaroshevsky (1969)

แรที่พบกวา 4,500 ชนิดนั้น นักแรวิทยา (mineralogist) ไดแบงออกเปนกลุม (group) ตามลักษณะองคประกอบทางเคมีที่คลายคลึงกัน ตัวอยางของกลุมแรที่สําคัญๆ และจํานวนแรที่จัดรวมอยูในกลุมแสดงในตารางที่ 3.4 จากตารางที่ 3.1 หลายคนคงจะแปลกใจที่เห็นธาตุออกซิเจนมีปริมาณมากในหิน ออกซิเจนที่วานี้ คือ ออกซิเจนที่เราหายใจเขาไปทุกๆ วันนั่นเอง แตออกซิเจนในหินอยูในรูปของสารประกอบที่เปนของแข็ง ที่จับตัวกับธาตุอ่ืนอยางมั่นคง คิดโดยเปนน้ําหนักประมาณ 46.6% หรือคิดเปนปริมาตร 93% ทั้งนี้เพราะเปนคุณสมบัติเฉพาะตัวของอะตอมของออกซิเจนที่ตองการเนื้อที่กวางเมื่อเปรียบเทียบสัดสวนกับน้ําหนัก เมื่อคิดเปนปริมาตรจึงสูง ลําดับตอมาคือซิลิกอน ซ่ึงเราจะพบการจับตัวกันของธาตุออกซิเจนและซิลิกอนเปนสารประกอบเรียกวา แรซิลิกา ซ่ึงแรซิลิกานี้มีมากมายในหิน เมื่ออยูในรูปของซิลิกาเดี่ยวๆ เรียกวา ควอตซ เมื่อจับตัวกับธาตุอ่ืนไดเปนแรตัวใหมมีช่ือใหม

ตารางที่ 3.4 กลุมแร ลักษณะองคประกอบพรอมตัวอยางแรในแตละกลุม และตัวเลขแสดงจํานวนชนิดของแร

กลุมแร ลักษณะองคประกอบและตัวอยาง จํานวน

ธาตุเดี่ยว (native element)

เปนแรที่ประกอบดวยธาตุเพียงชนิดเดียว เชน ทอง (gold, Au) ทองแดง(copper, Cu) ตะกั่ว (lead, Pb) ทองคําขาว (platinum, Pt) บิสมัท (bismuth, Bi ) กํามะถัน (sulfur, S) เพชร (diamond ,C)

~50

ซัลไฟด (sulfides) แรที่มีสวนประกอบเปนกํามะถัน เชน ไพไรต (pyrite, FeS2) กาลีนา (galena, PbS) สฟาลิไรต (sphalerite, ZnS)

~300

ซัลโพซอลต (sulfosalts)

แรที่ประกอบดวยโลหะตะกั่ว (Pb) ทองแดง (Cu) หรือ เงิน (Ag) รวมตัวกับสวนผสมของซัลเฟอร (S) กับ สารหนู (As) หรือ บิสมัท (Bi) เชน อีนาไกต (enargite, Cu3AsS4)

~100

ออกไซด เปนแรที่ประกอบเปนไอออนบวกรวมกับ O หรือ OH เชน น้ําแข็ง (ice, ~250

Page 9: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 79

(oxides) H2O) แมกนีไทต (magnetite, Fe3O4) คอรันดัม (corundum, Al2O3) คาสสิเทอไรต (cassiterite, SnO2)

ไฮดรอกไซด (hydroxides)

เหมือนกับพวกออกไซด แตจะมี H แทนที่โลหะ เชน ลิโมไนต (limonite, FeO(OH) •nH2O)

~250

เฮไลด (halides)

เปนแรที่ประกอบเปนไอออนบวกรวมตัวกับไอออนของฮาโลเจน (halogen ions) ไดแก Cl, F, Br, หรือ I เชน เกลือหิน (halite, NaCl) ฟลูออไรต (fluorite, CaF2) ซิลไวต (sylvite, KCl)

~100

คารบอเนต (carbonates)

เปนแรที่ประกอบเปนไอออนบวกรวมตัวกับ CO3 เชน แคลไซต (calcite, CaCO3) ซิเดอไรต (siderite, FeCO3) สมิทโชไนต (smithsonite, ZnCO3)

~200

ไนเตรท (nitrates)

เปนแรที่ประกอบเปนไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ NO3 เชน ไนเตอร (niter, KNO3) โซดาไนต (sodanite, NaNO3)

~200

บอเรท (borates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ BO3 เชน โบแร็กซ (borax, Na2B4O7•10H2O)

~200

ซัลเฟต (salfates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ SO4 เชน แบไรต (barite, BaSO4) ยิปซัม (gypsum, CaSO4•2H2O)

~200

โครเมต (chromate)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวก รวมตัวกับอนุมูลของ CrO4 เชน โครคอยต (crocoite, PbCrO4)

~200

โมลิบเดต (molybdates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ MoO4 เชน วุลฟไนต (wulfenite, PbMoO4)

~200

ทังสเตต (tungstates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ WO4 เชน ชีสไลต (scheelite, CaWO4) วุลแฟรมไมต (wolframite, (Fe, Mn)(WO4))

~200

ฟอสเฟต (phosphates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ PO4 เชน อะพาไทต (apatite, Ca5(F, Cl)(PO4)3) โมนาไซต (monazite, (Ce, La, Y, Th)PO4))

~350

อารซิเนต (arsenates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ AsO4 เชน สโคโรไดต (scorodite, FeAsO4•4H2O)

~350

วานาเดต (vanadates)

เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมตัวกับอนุมูลของ VO4 เชน วานาดิไนต (vanadinite, Pb5(VO4)3Cl)

~350

ซิลิเกต (silicates) เปนแรที่ประกอบดวยไอออนบวกรวมกับ SiO4 หรืออยูในรูปแบบตางๆ ของ SinOn นี้ เชน โอลิวีน (olivine, Mg, Fe)SiO4) เซอรคอน (zercon, ZrSiO4) ลูไซต (leucite, KAlSi2O6) แอนดาลูไซต (andalusite, Al2SiO5)

~500

ที่มา: Perkins (2002)

Page 10: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

80 ธรณีวิทยาภาคสนาม

จากตารางที่ 3.2 แสดงธาตุที่ประกอบอยูในมนุษยเพื่อเปรียบเทียบสัดสวน ซ่ึงจะเห็นวาคอนขางคลายคลึงกับองคประกอบของเปลือกโลก แตถาหากคิดธาตุจากองคประกอบทั้งโลก จะเห็นวาธาตุที่มากที่สุดคือธาตุเหล็ก ซ่ึงเปนสวนที่อยูในเนื้อโลก (mantle) และ แกนโลก (core) แตสวนใหญเราสัมผัสกับเปลือกโลก องคประกอบของเปลือกโลกจึงเปนสวนที่นักธรณีวิทยาศึกษาในสนาม

นอกจากนี้จากตารางที่ 3.1 จะเห็นวาอะลูมินัมพบในปริมาณมากกวาเหล็ก และสวนใหญเมื่อสังเกตเห็นอุปกรณตางๆ มีการทําดวยเหล็กมากกวาอะลูมินัม นั่นแสดงวานําเอาแรเหล็กขึ้นมาใชในชีวิตประจําวันมากกวาอะลูมินัม ไมสอดคลองกับปริมาณมากนอยที่มีในเปลือกโลก ทั้งนี้เพราะแมวาอะลูมินัมพบมากกวาเหล็กจริง แตการสกัดเอาแรอะลูมินัมมาใชทําไดยุงยากกวาแรเหล็ก ตนทุนการถลุงแรเหล็กถูกกวาอะลูมินัมมาก ดังนั้นเหล็กจึงถูกนํามาใชมากกวาอะลูมินัม

จากตารางที่ 3.1 อีกเชนกัน อาจสงสัยวา ธาตุไฮโดรเจน และคารบอน หายไปไหน ธาตุไฮโดรเจนและคารบอนไมไดหายไปไหน รวมอยูในพวกที่เรียกวาอื่นๆ 1.5% ที่ไฮโดรเจนมีจํานวนนอยเพราะมวลอะตอมของไฮโดรเจนมีคาเทากับ 1 เทียบกับมวลของออกซิเจนมีคาเทากับ 16 หากนํามาคํานวณใหมโดยเทียบสัดสวนของธาตุที่เหลือ 84 ธาตุเปน 100 % จะไดสัดสวนของไฮโดรเจนจะมีประมาณ 10% สัดสวนของคารบอนมีประมาณ 17% และสัดสวนของทองแดงประมาณ 27% และโชคดีที่เปลือกโลกไมไดมีลักษณะเปนสารเนื้อเดียว กระบวนการทางธรณีวิทยาทําใหมีการสะสมตัวของแรเปนกลุมๆ ในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ทําใหพบเปนแหลงแร เชน แหลงแรดีบุก ที่พบในภาคใต แหลงแรตะกั่วพบที่กาญจนบุรี แหลงแรทองคําพบที่พิจิตร เปนตน

ขอมูลจากตารางที่ 3.3 และ 3.4 กวา 90 เปอรเซ็นต เปนพวกซิลิเกต แรกลุมที่ไมใชซิลิเกตในเปลือกโลกมีนอยกวา 10 เปอรเซ็นต กลุมที่ไมใชซิลิเกตที่พบมากไดแก กลุมคารบอเนต กลุมออกไซด และกลุมซัลไฟด

แรในธรรมชาติของเปลือกโลกแมจะมีกวา 4,500 ชนิด โดยทั่วไปแรประกอบหินเมื่อพิจารณาในสนามบางชนิดไมสามารถเรียกชื่อแรเจาะจงลงได จะเรียกรวมเปนกลุมแร โดยอาศัยองคประกอบทางเคมีคลายกัน เชน กลุมแรเฟลดสปาร (feldspar group) ซ่ึงประกอบดวยแรเกือบ 20 ชนิด หรือกลุมแรไมกา (mica group) ซ่ึงประกอบดวยแรกวา 30 ชนิด โดยที่กลุมของแรไมกา แมมีกวา 30 ชนิดที่พบมาก 3 ชนิดแรก ไดแก แรมัสโคไวต (muscovite) แรไบโอไทต (biotite) และเลพิโดไลต (lepidolite) เปนตน เมื่อหยิบกอนดินหรือหินขึ้นมาพิจารณา จะพบแรองคประกอบในดินหรือหินไมมากไปกวา 30 ชนิด ดังนั้นจึงพบแรซํ้าๆ กันอยูตลอดเวลา และนอกจาก 30 ชนิดแลวที่พบในปริมาณมากเพียง 8 กลุมเทานั้น ไดแก

Page 11: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 81

(1) กลุมแรเฟลดสปาร (feldspar) (2) กลุมแรควอตซ (quartz) (3) กลุมแรไพรอกซีน (pyroxene) (4) กลุมแรแอมฟโบล (amphibole) (5) กลุมแรไมกา (mica) (6) กลุมแรดินเหนียว (clay minerals) (7) กลุมแรโอลิวีน (olivine) (8) กลุมแรแคลไซต (calcite) และแรโดโลไมต (dolomite)

จาก 8 กลุมที่กลาวมา 7 ชนิดแรกเปนพวกที่มีออกซิเจนและซิลิกอนเปนองคประกอบ (ดูสูตรเคมีของตัวอยางแรในตารางที่ 3.3 ประกอบ) ทั้งนี้เพราะในเปลือกโลกของเรามีธาตุออกซิเจนและซิลิกอนมากนั่นเอง

หากตองการตรวจดูช่ือแร และคุณสมบัติของแรที่ทุกชนิด สามารถตรวจดูไดจากหนังสือ Glossary of Mineral Species เขียนโดย Fleischer and Mandarine (1995) และหากมีการคนพบแรใหม จะมีคณะกรรมการที่พิจารณาและจดทะเบียนแร (Commission on New Minerals and New Names of the International Mineralogical Association) เปนผูดูแล โดยแรใหมจะถูกบันทึกไวในหนังสือ American Mineralogist ซ่ึงจัดพิมพโดย Mineralogical Society of America สวนในการตั้งชื่อแร ผูคนพบคอนขางมีอิสระในการตั้งชื่อ ช่ือสวนใหญตั้งจากลักษณะเดนทางกายภาพของแร หรือช่ือของคนคนพบ หรือสถานที่ที่พบ หรือองคประกอบทางเคมี ฯลฯ

เมื่อพบแรใหมผูคนพบตองนําตัวอยางแรสงใหสถาบันแรที่เปนผูรับรอง เพื่อเก็บเปนหลักฐาน และเพื่อนําไปศึกษาวิจัยตอไป มีรายงานวาทุกๆ ปจะพบแรใหมประมาณ 50-60 ชนิดตอป (Perkins, 2002) ทั้งนี้เพราะเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ หรือเมื่อพบธาตุใหมก็มีโอกาสพบแรใหม หรือตรงกันขาม เมื่อพบแรใหมๆ ก็มีโอกาสพบธาตุใหมๆ ดวย

หากตองการทราบที่มาของชื่อของแรตางๆ สามารถคนควาเพิ่มเติมไดจากหนังสือ Mineral Names: What do they mean? เขียนโดย Mitchell (1979) ช่ือแรสวนใหญในภาษาไทยนิยมเรียกทับศัพท มีช่ือแรบางตัวที่ไมไดเรียกทับศัพท และแรบางตัวบัญญัติไวในพจนานุกรมศัพทธรณีวิทยา เชน แรใยหิน (asbestos) เพราะเราเห็นเนื้อหินเปนเสนใย ช่ือ “ใยหิน” มาจากลักษณะทางกายภาพของแร หรือแร

เขี้ยวหนุมาน (quartz) เพราะพบแรมีรูปรางเปนแทงหกเหลี่ยมคลายเขี้ยวขนาดใหญ จึงเรียกชื่อวา “เขี้ยว

หนุมาน” ซ่ึงถือวาชื่อนี้มาจากลักษณะทางกายภาพของแร ทํานองเดียวกับ แรกลีบหินขาว (muscovite)

Page 12: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

82 ธรณีวิทยาภาคสนาม

เพราะพบอยูในหินลอกออกไดเปนแผนๆ พบเปนกระจุกมีสีน้ําตาลดํา แตเมื่อลอกเปนแผนจะมีสีใสจึงเรียกวา แรกลีบหินขาว 3.1.4 คุณสมบัติของแร (Properties of minerals) 3.1.4.1 คุณสมบัติทางกายภาพ (Physical properties of minerals) จากคุณสมบัติของแรที่ตองมีสูตรทางเคมีที่แนนอนและการจับตัวของโครงสรางของผลึกที่แนนอนหรือเปลี่ยนแปลงไดเล็กนอย ทําใหแรแตละชนิดมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แนนอนหรือเปลี่ยนแปลงไดเล็กนอย ดังนั้นสามารถใชคุณสมบัติทางกายภาพของแรมาชวยในการตรวจสอบแรในสนาม หากดูองคประกอบของสูตรโครงสรางทางเคมีในสนามของแรทุกชนิด ไมสามารถทําได มีเพียงบางชนิดที่สามารถบงบอกไดคราวๆ ดังนั้นในสนามใชการพิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพเปนหลัก

คุณสมบัติทางกายภาพที่สําคัญไดแก ความแข็ง (hardness) สี (color) ความวาว (luster) แนวแตกเรียบ (cleavage) รอยแตก (fracture) และรูปรางของรอยแตก ความถวงจําเพาะ (specific gravity) การตอบสนองตอแสง (response to light) เชน การใหแสงผาน (diaphaneity) การทึบแสง (opaque) การโปรงแสง (translucent) หรือ การโปรงตา (transparent) ความเปนแมเหล็ก (magnetism) การนําไฟฟาหรือการตานไฟฟา (conductivity or resistivity) ความเหนียวหรือเปาะ (tenacity) ฯลฯ ในลําดับตอไปจะกลาวเฉพาะคุณสมบัติที่สําคัญบางสวนที่ใชประกอบเพื่อพิจาณาแรในสนาม ความแข็ง (Hardness) เปนความทนทานของแรตอการขูดขีด ทดสอบโดยพิจารณาที่ผิวเรียบของแรหนึ่งเมื่อถูกขีดดวยขอบของแรอีกแรหนึ่ง หากพบวาผิวมีรอยขีด แสดงวาแรที่ถูกขีดมีความแข็งนอยกวาแรที่นํามาขีด ในการขีดที่ผิวควรพิจารณาใหดี เมื่อขีดแลวควรใชมือลูบที่ผิวเพื่อดูใหแนใจวารอยขีดที่พึงจะขีดไปนั้นหายไปดวยหรือไม และควรขีดที่ผิวสด เพราะบางครั้งเมื่อลบดูแลวพบวารอยขีดหายไป ความแข็งวัดเทียบกับสเกลความแข็งของโมท (Moh’ s scale of relative hardness) ดังแสดงในตารางที่ 3.5

จากตารางที่ 3.5 มีอยู 10 แร แรที่มีความแข็งสูงกวาจะขีดแรที่มีความแข็งต่ํากวาได เปนการวัดเชิงเปรียบเทียบ (relative) เพราะไมสามารถกลาวไดทั้งหมด 100 เปอรเซ็นตวาเปนการวัดแบบสัมบูรณ (absolute) เชน หากกลาววาความแข็งที่ 2 เปน 2 เทาของความแข็ง 1 นั้นเปนความจริง แตไมสามารถกลาววาความแข็งที่ 9 เปน 9 เทาของความแข็งที่ 1 หรือ ความแข็งที่ 10 เปน 10 เทาของความแข็งที่ 1 เพราะไมเปนความจริง พบวาความแข็งที่ 10 เปน 40 เทาของความแข็งที่ 1 ดังนั้นจึงเรียกเปนการวัดเชิงเปรียบเทียบ (relative scale ไมใช absolute scale)

Page 13: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 83

ตารางที่ 3.5 มาตราสวนความแข็งของโมท (Moh’ s Scale of Relative Hardness)

ความแข็ง

แร แรท่ีพบมีความแข็งใกลเคียงกับมาตราสวนความแข็งของโมต

1 ทัลก (talc)

แกรไฟต (graphite) แรดินเหนียว (clay mineral) คลอไรต (chlorite) ไพโรลูไซต (pyrolusite).

2 ยิปซัม (gypsum)

ซัลเฟอร (sulphur) เกลือหิน (halite) มัสโคไวต (muscovite) คลอไรต (chlorite) สติบไนต (stibnite) ตะกั่ว (galena)

3 แคลไซต (calcite)

แอนไฮไดรต (anhydrite) แบไรต (barite) ไบโอไทต (biotite) ทองแดง (copper) เงิน (silver) ทอง (gold)

4 ฟลูออไรต (fluorite)

ชิเดอไรต (siderite) โดโลไมต (dolomite) โรโดโครไซต (rhodocrosite) อะราโกไนต (aragonite) สฟาเลอไรต (sphalerite) คิวไฟรต (cuprite) มาลาไคต (malachite) ชาลโคไพไรต (chalcopyrite) ไพโรไทต (pyrhotite)

5 อะพาไทต (apatite)

เซอรเพนทีน (serpentine) หรืออาจจะออนกวา ลิโมไนต (limonite) หรืออาจจะออนกวา โครไมต (chromite) ชีไลต (scheelite) วุลแฟรม (wolframe) ไคยาไนต (kyanite) ในแนวขนานตามยาว

6 ออรโทเคลส (orthoclase)

เนฟลีน (nepheline) ลูไซต (leucite) โซดาไลต (sodalite) ไพรอกซีน (pyroxenes)แอมฟโบไลต (amphibolite) รูไทล (rutite) เอพิโดต (epidote) อารสิโนไพไรต (arsenopyrite) ไพไรต (pyrite) เฮมาไทต (hematite) หรืออาจจะออนกวา

7 ควอตซ (quartz)

ไคยาไนต (kyanite) ในแนวตัดตามยาว แอนดาลูไซต (andalusite) การเนต (garnet) โอลิวีน (olivine)

8 โทแพซ (topaz)

เบริล (beryl)

9 คอรันดัม (corundum)

-

10 เพชร (diamond)

-

ที่มา: Cox et al. (1988)

หากเราไมสามารถหาแรที่แสดงในตารางที่ 3.5 ไดจะใชเครื่องมืองายๆ ที่อยูใกลมือขณะที่อยู

ในสนาม เชน

Page 14: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

84 ธรณีวิทยาภาคสนาม

เล็บ มีความแข็งประมาณ 2.5 ฆอน หรือมีดพับ “ 5.0 - 5.5 แผนแกว “ 5.5 - 6.0 สี (Color) เปนคุณสมบัติที่ขึ้นอยูกับสวนประกอบของแร หากแรไมมีสารมลทิน (impurity) แรก็จะมีสีคงตัว แตสวนใหญพบเปนพวกสีไมคงตัว เชน แรควอตซ มีไดหลายสี เชน แดง ชมพู เหลือง น้ําเงิน หรือ มวง ซ่ึงคุณสมบัติของสีไมเหมาะสมที่นํามาพิจารณา ยกเวนแรที่มีสีคงตัว เชน ทอง มีสีทอง เงิน มีสีเงิน ทองแดง มีสีทองแดง กํามะถัน มีสีเหลือง แรอะซูไรต มีสีน้ําเงิน แรมาลาไคต มีสีเขียว แรไพไรต มีสีเหลืองทอง แรเอพิโดต มีสีเขียวเหลือง แรโรโดโครไซต สีชมพู เปนตน ความวาว (Luster) เปนคุณสมบัติในการสะทอนแสงจากผิวแร การดูความวาวควรดูที่ผิวสด ความวาวมีหลายแบบ แตอาศัยความวาวเพียงอยางเดียวเพื่อนํามาบงบอกชื่อแรนั้นคอนขางเสี่ยง ควรตรวจสอบเทียบกับคุณสมบัติอ่ืนดวย คุณสมบัติของความวาว เชน วาวเหมือนโลหะ (metallic) เชนพวกแรโลหะตางๆ ไดแก ตะกั่ว ไพไรต วาวเหมือนเพชร (adamantine) เชน เพชร หากพบเพชรในสนามหรือเพชรที่ยังไมไดเจียรนัย เราคงไมเห็นการแวววาวเชนที่เจียรนัยแลว และหากดูจากความวาวจะบอกไมได นอกจากดูที่ความแข็ง วาวเหมือนแกว (vitreous) เชน แรควอตซ วาวเหมือนยางสน (resinous) เชน แรสฟาลีไรต วาวเหมือนมุก (pearly) เชน แรทัลก วาวเหมือนไหม (silky) เชน แรใยหิน วาวเหมือนน้ํามัน (greasy) เชน แรเนฟลิน หรือวาวเหมือนดิน (earthy) เชน แรดินขาว เปนตน รูปผลึก (Crystal form) จะใชดูในสนามไดหากแรนั้น ปรากฏเปนผลึกสมบูรณหรือคอนขางสมบูรณ รูปผลึกของแรแบงออกเปน 6 ระบบ ดังแสดงในรูปที่ 3.2 ซ่ึงเปนระบบพื้นฐาน จากรูปจะเปนเพียงหนึ่งหนวยเซลลที่จะเรียงตอกันเปนรูปผลึกของแรตางๆ ดังรูปตัวอยางของผลึกแรที่แสดงในรูป และควรพิจารณาเทียบกับรูปที่ 3.1

(1) ระบบคูบิก (Cubic system) เปนรูปลูกบากศมี 3 แกนเทากันตัดกันเปนมุมฉาก (2) ระบบเตตตระโกนอล (Tetragonal system) เปนผลึกรูปแทงมีหนาตัดของแรเปนรูป

ส่ีเหล่ียมจตุรัส มีแกน 3 แกน ตัดตั้งฉากกัน 2 แกนยาวเทากัน จึงไดรูปสี่เหล่ียมจัตุรัสอีกแกนสั้นหรือยาวกวาก็ได

(3) ระบบออรโทรอมบิท (Orthorhombic system) เปนผลึกสี่เหล่ียมผืนผา มี 3 แกน ตัดตั้งฉากที่กึ่งกลางแตยาวไมเทากัน

(4) ระบบโมโนคลีนิค (Monoclinic system) เปนผลึกสี่เหล่ียมขนมเปยกปูน มี 3 แกนไมเทากันเลย 2 แกนตั้งฉากกัน อีกแกนตัดทํามุม

Page 15: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 85

(5) ระบบไตรคลีนิค (Triclinic system) เปนผลึกแบบสี่เหล่ียมดานไมเทา มี 3 แกนไมเทากันและยาวไมเทากัน

(6) ระบบเฮกซะโกนาล (Hexagonal system) เปนผลึก 6 เหล่ียมดานเทา มี 4 แกน โดยมี 3 แกนในแนวราบยาวเทากัน ทํามุม 60 องศา ซ่ึงกันและกัน แกนทั้ง 4 ยาวหรือส้ันกวาก็ได และตั้งฉากกับ 3 แกนแรก

(7) นอกจากนี้ยังมีแรที่มีรูปผลึกแตกตางออกไปจากทั้ง 6 ระบบที่กลาวมา เชน โอปอล ที่ไมมีรูปรางของผลึกเลย หรือแรฮอรนเบลนด มีรูปผลึกเปนแทงคลายเสา แรคาลซิโดนี มีผลึกเปนรูปพวงองุน หรือแรใยหิน มีผลึกเปนเสนใย เปนตน

แนวแตกเรียบ (Cleavage) เปนคุณสมบัติที่ผลึกแรมีแนวการยึดตัวแบบออน (weak) กวาบริเวณอ่ืน เมื่อทุบหรือบีบจะแตกตามแนวที่มีการยึดตัวแบบออน ลักษณะการแตกจะเปนแนวแตกเรียบ ซ่ึงแรบางชนิดอาจจะมีไดหลายแนวแตกเรียบ ซ่ึงหากเปนแนวแตกเรียบแนวเดียว จะพบวาสามารถแยกออกเปนแผนๆ เชน แรไมกา หากมีสองแนว เชน กรณีของแรเฟลดสปาร และฮอรนเบลนด จะเห็นเปนแทงทุบดูจะพบวาแตกเรียบตามแนวยาวและแนวตั้ง แนวแตกเรียบสามแนว เชน กรณีของแรแคลไซต ซ่ึงแตละแนวของแรแคลไซตไมตั้งฉากกัน จึงแตกออกคลายสี่เหล่ียมขนมเปยกปูน หรือกรณีของแรกาลีนาและแรเกลือหินจะมีแนวแตกสามแนวตั้งฉากกันจะเห็นเปนรูปลูกบาศก ตัวอยางของแนวแตกเรียบแสดงในรูปที่ 3.3 รอยแตก (Fracture) เปนคุณสมบัติทางการแตกที่ไมมีทิศทางแนนอน และไมเปนแผนเรียบ โดยจะมีรูปรางตางๆ เชน แตกแบบรูปฝาหอย (conchoidal) เชน แรควอตซ แตกแบบมีเสี้ยน (fibrous or splintery) เชน แรใยหิน แตกแบบหยักแหลม (hackly) เชน ทอง ทองแดง ความเหนียว (Tenacity) เปนคุณสมบัติทนทานตอการทําใหแรงยึดเกาะตัวของแรสูญเสียไป เชน เปราะ (brittle) ทําใหแตกและบดเปนผงไดงาย เชน แรควอตซ แรฟลูออไรต ทุบหรือรีดเปนแผนบางได (malleable) เชน ทอง ทองแดง เงิน ดึงหรือยืดได (ductile) เชน ทอง ทองแดง เงิน บิดแลวไมกลับรูปเดิม (flexible) เชน ยิปซัม ทัลก บิดแลวกลับรูปเดิม (elastic) เชน แรไมกา

ความถวงจําเพาะ (Specific gravity) หรือความหนาแนน (density) เปนความหนักของแร หากในสนามพบความถวงจําเพาะที่ตางกันมากๆ ก็จะสามารถบอกแรได เชน แรแบไรต มีความถวงจําเพาะ 4.5 ซ่ึงจะหนักกวาแรควอตซที่มีความถวงจําเพาะ 2.65 เมื่อมีขนาดเทากัน แรโลหะจะมีความถวงจําเพาะมากกวา 5.0 ขึ้นไป ยกเวนแกรไฟต (ที่มีความถวงจําเพาะ 2.0) สวนแรที่ไมใชพวกโลหะสวนใหญจะมีความถวงจําเพาะ ประมาณ 2.65 - 2.75 เปนตน

Page 16: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

86 ธรณีวิทยาภาคสนาม

รูปท่ี 3.2 ลักษณะรูปผลึกทั้ง 6 ระบบของแรตางๆ การจับเปนผลึกแร ประกอบดวยหลายเซลลเรียงตอกันเปนรูปผลึก แรชนิดเดียวอาจจะมีรูปผลึกไดหลายแบบ แตจะมีรูปเซลล หรือระบบผลึกเพียงระบบเดียว (ปรับปรุงจาก Plummer and McGeary, 1991; Perkins, 2002)

Page 17: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 87

รูปท่ี 3.3 ลักษณะของแนวแตกเรียบในแร ที่สัมพันธกับรูปรางของรูปผลึก รูปนี้มีหนังสือที่เขียนอธิบายแร

อางถึงคอนขางมาก แตละเลมบงบอกที่มาของภาพคอนขางแตกตางกัน (ปรับปรุงจาก Plummer and McGeary, 1991; Perkins, 2002)

แนวแยก (Parting) เปนการแตกตามรอยอัด (compressional plane) ของแรผลึกแฝด (twin crystal) ตางจากแนวแตกเรียบตรงที่เกิดเฉพาะในผลึกแฝดและแยกตามระนาบของแรงอัด สีผง (Streak) สีผงละเอียดของแรมักจะมีสีตางจากสีที่พบโดยรวม การตรวจดูสีผงโดยการขีดลงบนแผนกระเบื้องที่ไมไดเคลือบ และสังเกตดูสีปรากฏหลังจากขีด เชน แรเฮมาไทต (สีเหล็ก) มีสีผง สีแดงเลือดหมู หรือ แรลิโมไนต (สีเหลือง) มีสีผง สีน้ําตาลเหลือง เปนตน

Page 18: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

88 ธรณีวิทยาภาคสนาม

3.1.4.2 คุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties of minerals) การตรวจคุณสมบัติทางเคมีของแรในสนาม เราใชการทดสอบโดยการตรวจดูปฏิกิริยากับกรดเกลือเจือจาง (HCl:H2O =1:10) แรที่ตรวจสอบคือแรคารบอเนต ในสนามแรกลุมคารบอเนตที่พบจะเปน แรแคลไซต อะราโกไนต และโดโลไมต โดยที่แรแคลไซต หรืออะราโกไนต จะฟูกรดมาก สวนแรโดโลไมตฟูกรดนอย แตเมื่อขูดใหเปนผงจะฟูกรดมากเชนเดียวกับแรแคลไซต 3.1.5 การเกิดแร (Occurrence of minerals) การเกิดแรสามารถอธิบายไดจากรูปที่ 3.1 คือจะตองมีอะตอมของธาตุตางๆ ตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไปรวมกันเปนโมเลกุล จากโมเลกุลจะรวมกันเปนหนวยเซลล ที่นักแรวิทยาแบงหนวยเซลลออกเปน 6 ระบบ ดังแสดงในรูปที่ 3.3 จากหลายๆ หนวยเซลลกายทับกัน (stacking) เปนรูปผลึก หลายๆ ผลึกรวมตัวกันไดเปนกอนแร ที่กลาวมาขางตนคือการเกิดแรในโลก ดังนั้นปจจุบันเราทราบวาโลกของเราประกอบดวยกลุมธาตุ 118 ธาตุ แตแนนอนวาจะมากขึ้นอีกในอนาคต

ประวัติความเปนมาของการศึกษาเรื่องธาตุจากอดีต ทราบเมื่อประมาณ 490-430 ปกอนคริสตศักราช ความคิดของคนยุคนั้นคิดวา โลกและสิ่งมีชีวิตในโลกประกอบดวยธาตุหลัก 4 ธาตุ คือ ดิน น้ํา ลม และ ไฟ จากบันทึกของนักปราชญชาวกรีกชื่อ แอมพิวโอเคลส (Empeocles) แตตอมา อริสโตเตล (Aristotle) ชวง 384-322 ปกอนคริสตศักราช ไมสนับสนุนความคิดนี้ ซ่ึงอริสโตเตล สนับสนุนความคิดที่วา สสารประกอบดวยอะตอม ที่มีขนาดเล็ก มองไมเห็น ไมมีสี กล่ิน และรส ตามทฤษฎีของ ลูวคิพโพส (Leucippos) ในชวงประมาณ 500 ปกอนคริตศักราช ทําใหลูกศิษยของอริสโตเติล ช่ือ ทีโอฟารสตัส (Theophrastus) ในชวงประมาณ 372-287 ปกอนคริสตศักราช ประยุกตทฤษฎีอะตอมเขากับหินและแร และเขียนบันทึกเรื่องเกี่ยวของกับหิน (Concerning Stones) ที่หลายคนยอมรับวาเปนหนังสือเกี่ยวกับแรเลมแรก กอนหนานั้นหลายพันปมนุษยรูจักนําเอาแรมาใชประโยชน เชน รูจักการหลอมทอง ทองสัมฤทธิ์ (bronze) เพื่อนํามาทําเครื่องใช และเหรียญตั้งแต 2900 ปกอนคริสตศักราช แตไมไดมีหลักฐานบันทึกเกี่ยวกับแร จนถึงสมัยของ แอมพิวโอเคลส อริสโตเตล และ ทีโอฟารสตัส

จากนั้นตอมาจะเปนยุคมืดทางวิทยาศาสตร จนกระทั่งประมาณ ค.ศ. 1600 โรเบิรท บอยล (Robert Boyle) ไดร้ือฟนการศึกษาเรื่องธาตุใหม และ โรเบิรท บอยล คือผูที่ใหนิยามของธาตุที่เรารูจักและเขาใจกันในปจจุบัน จากนิยามนําพาใหมีการศึกษาคนควาเพื่อหาธาตุตางๆ ที่เปนองคประกอบในโลก ประมาณ 55 ธาตุถูกคนพบในป ค.ศ. 1829 และตอมาในป ค.ศ. 1868 เราเริ่มมีตารางธาตุ ที่เสนอโดย เมลเดลลีฟ และถือวาตารางธาตุกําเนิดมาจากความคิดของเมลเดลลีฟ

Page 19: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 89

แมตารางธาตุไดถูกพัฒนาเรื่อยมาก็ตาม ตารางธาตุถือเปนหัวใจของการศึกษาทางเคมีของแร เมื่อ เจ เจ ทอมสัน (J. J. Thomson) ป ค.ศ. 1897 คนพบอิเล็กตรอน และ รูทเทอรฟอรด (Rutherford) พบนิวเคลียส ที่ประกอบดวย โปรตอนและนิวตรอน ทําใหเราไดภาพองคประกอบของอะตอมในที่สุด

เมื่ออานมาถึงจุดนี้ อาจอยากทราบวา เร่ิมแรกธาตุมาจากไหน เพราะเมื่อทราบวาธาตุมาจากไหนจะสามารถทราบวาโลกมาจากไหน หรือเมื่อทราบวาโลกมาจากไหนก็จะทราบวาธาตุมาจากไหน

ปจจุบันสวนใหญเชื่อวาโลกเกิดจากการระเบิดครั้งใหญ (Big Bang) ของสารตนกําเนิดอันมหึมาอันหนึ่ง เมื่อประมาณ 15 พันลานปมาแลว ในชวงที่ระเบิดใหมๆ สารทุกอยางจะมีความรอนสูง

มากเปนลักษณะคลายหมอก-ควัน-ฝุน-ฟุงกระจาย เชื่อวาสารทุกอยางมีความรอนมากกวา 1027 °C และ

ลดลงเรื่อยๆ เชน ภายใน 10-6 วินาที เหลือประมาณ 1013 °C จากผลของการกระจายตัวที่ทําใหอุณหภูมิเร่ิมลดลงเรื่อยๆ จนกระทั่งอุณหภูมิประมาณเกือบ พันลาน (billion) องศา (น้ําเดือดอุณหภูมิ 100 องศา ลองจินตนาการถึงอุณหภูมิ พันลานองศา สภาพเปนอยางไร) สภาพในขณะนั้นมีธาตุที่เกิดขึ้นไดเพียงสองชนิดคือ ไฮโดรเจน และฮีเลียม ซ่ึงเปนธาตุที่เบาที่สุด ซ่ึงยังอยูในรูปของนิวคลีไอ (nuclei) ชวงกอนหนานิวคลีไอเรียกวา “ควารค (quarks)” จากนั้นอุณหภูมิลดลงเรื่อยๆ ตามการฟุงกระจาย ทําใหอิเล็กตรอนเริ่มเขามาอยูรวมกับนิวเคลียสที่มีโปรตอนและนิวตรอน ซ่ึงเราพบวาเมื่ออุณหภูมิลดลง

ประมาณ 3,000 °C อิเล็กตรอนเริ่มจับตัวเปนวงวิ่งรอบนิวเคลียส การจับตัวของอิเล็กตรอนและนิวเคลียสเริ่มเกิดเปนกลุมอะตอม จากนั้นจะรวมเปนโมเลกุล และเปนผลึกเกาะกลุมกันดวยปริมาณที่มากขึ้นเรื่อยๆ เปนดวงดาวตางๆ ดังภาพที่แสดงในรูปที่ 3.4 ของการเกิดดาวดวงใหมในเอกภพ ที่นักวิทยาศาสตรไดบันทึกภาพไว และขณะนี้กําลังติดตามดูลักษณะการพอกพูนของกลุมหมอกที่ดาวดวงนั้นอยู วาจะมีอัตราการขยายตัวเพิ่มขึ้นอยางไร

จากการระเบิดทําใหเกิดเปนเอกภพ (Universe) และเอกภพจะประกอบดวยหลายๆ ลาน กาแลคซี (Galaxy) ระบบสุริยะ (Solar system) ที่มีดวงอาทิตยเปนศูนย และโลกของเราอยูในระบบสุริยะ จัดอยูในกาแลคซีทางชางเผือก (Milky way galaxy) ทั้งหมดมีแหลงกําเนิดเริ่มตนประมาณ 15 พันลานป สําหรับระบบสุริยะกอตัวเปนรูปรางเมื่อประมาณ 5-6 พันลานป หลังจากที่อุณหภูมิลดลงคอนขางมากแลว โลกของเราพบวามีอายุประมาณ 4.5-4.6 พันลานป และจากผลการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีอยางรวดเร็วทําใหโลกเย็นตัว ในระหวางนี้โลกจะถูกพุงชนจากอุกาบาตมาก จากนั้นโครงสรางของโลกจะเริ่มมีการแยกธาตุหนักลงสูแกนกลางของโลกนั่นคือ เหล็กและนิเกิล พวกธาตุเบาของ ซิลิกา จะอยูที่เนื้อโลก (mantle)

Page 20: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

90 ธรณีวิทยาภาคสนาม

รูปท่ี 3.4 ภาพถายของกลุมหมอก ควัน แกส ที่เช่ือวากําลังจะเกิดของดาวดวงใหมในเอกภพ ภาพขวามือเปนภาพที่ขยายใหเห็นชัดขึ้น (ภาพเพื่อการเผยแพรจากสถาบันศึกษาทางอวกาศ (นาซา) ถายเมื่อป ค.ศ. 1995)

ดวงจันทรเชื่อวาเปนสารที่หลุดออกไปจากโลกในสวนที่เปนเนื้อโลก เพราะดวงจันทรมี

องคประกอบคลายกับสวนของเนื้อโลก และดวงจันทรมีอายุประมาณ 4 พันลานป ประมาณ 3.8 พันลานป การพุงชนของอุกาบาตลดลงเปนอยางมาก รวมทั้งอุณหภูมิลดลงตามลําดับ น้ําเริ่มปรากฏ เปลือกโลกกอตัวขึ้น แกสไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เปนแกสที่เบา ฟุงกระจายไปจากโลกเพราะแรงดึงดูดไมเพียงพอที่จะยึดแกสเหลานี้ไว แกสถูกพนจากการระเบิดของภูเขาไฟ และเริ่มมีบรรยายกาศ ในชวงแรกเชื่อวาไมมีแกสออกซิเจน ตามความเขาใจที่วาแกสออกซิเจนมาจากกระบวนการสังเคราะหแสงของพืช โลกเริ่มมีส่ิงมีชีวิตประมาณ 3.5 พันลานป คือ พวกไซอะโนแบคทีเรีย (cyanobacteria) หรือที่รูจักกันในคือ สาหรายสีเขียวแกมน้ําเงิน (blue-green algae) หลักฐานวาในโลกมีคารบอนประมาณ 3.8-3.9 พันลานป

หากตองการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมควรอานในหนังสือที่เขียนเกี่ยวกับประวัติของโลก และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต หัวขอนี้ผูเขียนตองการใหเปนพื้นฐานเบื้องตนในการอธิบายความเปนมาของโลก อาจเชื่อหรือไมก็ไดเพราะยังไมสามารถพิสูจนได ในอนาคตอาจมีคําอธิบายใหมหากมีผูพบเห็นสิ่งใหมและสามารถหักลางคําอธิบายนี้ได ปจจุบันการกําเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกดูยังเปนเรื่องที่โตแยงกันมากกวาการเกิดของโลก

Page 21: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 91

3.1.6 แรประกอบหิน (Rock forming minerals)

หินเปนของแข็งที่ประกอบดวยแรตั้งแตหนึ่งชนิดขึ้นไป ถาหากหินประกอบดวยแรตางชนิดกันจะไดหินมีลักษณะทางกายภาพตางกัน หรือหินมีแรเหมือนๆ กันแตปริมาณของแรแตละชนิดตางกันจะทําใหมีคุณสมบัติแตกตางกัน จากตารางที่ 3.3 แสดงใหเห็นแลววากลุมแรประกอบหินที่สําคัญเมื่อรวมกันแลวมีสัดสวนประมาณ 94% มีเพียง 8 กลุม ซ่ึงแตละกลุมมีคุณสมบัติที่เราสามารถนํามาพิจารณาเพื่อเรียกชื่อแร หรือกลุมแรในสนามได ลักษณะของกลุมแรเหลานั้นไดแก

(1) กลุมแรเฟลดสปาร (Feldspar group) กลุมแรเฟลดสปาร เปนกลุมแรที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก มีแรประกอบเกือบ 20 ชนิด

ประมาณ 51 เปอรเซ็นตของทั้งเปลือกโลก แตที่พบมากมีเพียง 9 ชนิด ซ่ึงใน 9 ชนิดจะแบงยอยเปน 2 กลุมคือ

(ก) แพลจิโอเคลส เฟลดสปาร (plagioclase feldspars) เรียกสั้นวา แพลจิโอเคลส พบประมาณ 39 เปอรเซ็นต แรกลุมยอยของแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร (Plagioclase feldspars) ที่สําคัญๆ ไดแก

แอลไบต (albite) NaAlSi3O8 โอลิโกเคลส (oligoclase) Na(90-70%) Ca(10-30%) (Al, Si)AlSi2O8 แอนดีซีน (andesine) Na(70-50%) Ca(30-50%) (Al, Si)AlSi2O8 แลบราโดไรต (labradorite) Ca(50-70%) Na(50-30%) (Al, Si)AlSi2O8 ไบโทวไนต (bytownite) Ca(70-90%) Na(30-10%) (Al, Si)AlSi2O8 อะนอรไทต (anorthite) CaAlSi3O8

(ข)โพแทสเซียม เฟลดสปาร (K-feldspars) หรือ แอลคาไล เฟลดสปาร (alkali feldspar) พบประมาณ 12 เปอรเซ็นต แรกลุมยอยของโพแทสเซียม เฟลดสปาร ไดแก

ไมโครไคลน (microcline) KAlSi3O8 ซานิดีน (sanidine) KAlSi3O8 ออรโทเคลส (orthoclase) KAlSi3O8

แรในกลุมโพแทสเซียม เฟลดสปาร จะเปนโพลีมอรพิซึม (polymorphism) นั่นคือมีสูตรเคมีเหมือนกันแตโครงสรางแรตางกัน จากแรที่พบมากทั้ง 9 ชนิด จะมีคาความแข็งประมาณ 6-6.5 มีคาความถวงจําเพาะประมาณ 2.55-2.76 มีแนวแตกเรียบสองแนวเกือบตั้งฉากกัน ในสนามพบไดทั้งในหิน

Page 22: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

92 ธรณีวิทยาภาคสนาม

อัคนีและหินแปร แตพบมากในหินอัคนี และสามารถบอกไดเพียงเปนแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร หรือ โพแทสเซียม เฟลดสปาร พวกแรออรโทเคลส โดยที่ออรโทเคลส พบเปนผลึกสีชมพู หรือสีครีมไมมีแนวเสนขนานเล็กๆ (striation) ในหนาผลึก สวนแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร จะมีแนวเสนขนานเล็กๆ

นักธรณีวิทยาตองสามารถแยกแอลคาไลเฟลดสปาร และแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร ออกจากกันใหไดในสนามเมื่อพบในหินอัคนีแทรกซอน เพราะจําเปนจะตองนํามาใชในการจัดแบงและเรียกชื่อหินอัคนีแทรกซอน ดังนั้นจึงควรจดจําหลักการพิจารณาและแยกระหวางแรสองกลุมนี้ หากมีโอกาสไดดูหินทั้งในแผนหินบาง และหินตัวอยางที่นํามาตัดทําแผนหินบาง ก็จะชวยใหจดจําไดติดตาไปตลอด (2) แรควอตซ (Quartz)

แรควอตซ เปนแรอันดับที่สองที่พบมากในเปลือกโลก (ประมาณ 12%) แรควอตซบงบอกไดงายในสนาม โดยใชคุณสมบัติทางความแข็งที่มีคาเทากับ 7 สามารถขีดฆอนใหเปนรอยไดและดูความวาวที่เปนแบบแกว หรือรอยแตกที่เปนแบบกนหอย แตสําหรับสีของแรควอตซมีไดหลายสี และมีช่ือเรียกตางกัน เชน สีมวง เรียกวา แอเมทิสต (amethyst) สีเหลือง เรียกวา ซิทริน (citrine) สีชมพู เรียกวา โรสควอตซ (rose quartz) สีเทา-น้ําตาล-ดํา เรียกวา สโมคียควอตซ (smoky quartz) สีขาวคลายเฆม เรียกวา มิลคีย ควอตซ (milky quartz) เปนตน คาความถวงจําเพาะของควอตซ 2.65 แมวาควอตซจะมีแนวแตกเรียบในสามทิศทาง แตสังเกตไดไมชัดเจน

(3) กลุมแรไพรอกซีน (Pyroxene) กลุมแรไพรอกซีน พบประมาณ 11% ของทั้งเปลือกโลก ประกอบดวยแรยอยกวา 20 ชนิด แร

ประกอบที่สําคัญไดแก แรออไจต (augite) (Ca, Na)(Mg, Fe, Al)(Al, Si)2O6 ไดออบไซต (diopsite) CaMgSi2O6

เฮเด็นเบอรไกต (hedenbergite) CaFeSi2O6 แรออไจต (augite) มีสีเขียวเกือบดํา น้ําตาล และดํา มีแนวแตกเรียบ 2 แนว เกือบตั้งฉากกัน พบ

ในหินบะซอลต และแกบโบร และหินแปรจากน้ํารอน (hydrothermal metamorphic rocks) (4) กลุมแรแอมฟโบล (Amphibole) กลุมแรแอมฟโบล เปนกลุมแรที่พบประมาณ 5 % ของทั้งเปลือกโลก ประกอบดวยแรยอยกวา

60 ชนิด แรประกอบที่สําคัญไดแก ฮอรนเบลนด (hornblende) Ca2(Mg Fe Al)5(Al Si)8O22(OH)2

เทรโมไลต (tremolite) Ca2Mg2Si8O22(OH)2

Page 23: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 93

กลอโคเฟน (gaucophane) Na2(Mg3Al2)Si8O22(OH)2

แรที่พบมากในกลุมแอมฟโบล คือ ฮอรนเบลนด (hornblende) พบเปนแทงรูปหกเหลี่ยม มีสีดํา หรือเขียวดํา มีแนวแตกเรียบ 2 แนวทํามุมกัน 56 หรือ 124 องศา แตแนวแตกเรียบเห็นไมชัดเจน มีความแข็ง 5-6 คาความถวงจําเพาะ 2.9-3.4 ในสนามดูลักษณะของผลึก สี และความแข็ง แรแอมฟโบลจะตกผลึกเมื่ออยูในสภาวะที่มีน้ํา (OH) โดยที่แรแอมฟโบลจะตองมีอนุมูลของ OH ประกอบในโครงสรางผลึก ซ่ึงตรงกันขามกับแรไพรอกซีนที่ตกผลึกในสภาพที่ไมน้ํา

(5) กลุมแรไมกา (Mica) กลุมแรไมกา เปนกลุมแรที่พบประมาณ 5 % ของทั้งเปลือกโลก ในกลุมนี้มีแรกวา 30 ชนิด แต

ที่พบมากมี 3 ชนิด ไดแก มัสโคไวต (muscovite) KAl2(AlSi3O10)(OH, F)2

ไบโอไทต (biotite) K(Mg, Fe)3AlSi3O10(OH, F)2

เลพิโดไลต (lepidolite) KLi2Al(Al Si)3O10(OH, F)2

สวนแรอ่ืนที่พบอยูบางแมจะไมมากนักไดแก กลอโคไนต (glauconite) พาราโกไนต (paragonite) โพลโกไพต (phlogopite) และ ซินนวอลไดต (zinnwaldite) แรไมกาพบไดในหินอัคนี หินตะกอน และหินแปร การสังเกตในสนามคอนขางแยกไดชัดเจนระหวางมัสโคไวต และไบโอไทต และในสนามจะพบแรสองชนิดนี้มาก ซ่ึงแรมัสโคไวต เรียกติดปากวา แรไมกาสีขาว (white mica) และแรไบโอไทตเรียกติดปากวา แรไมกาสีดํา (dark mica)

คุณสมบัติของแรมัสโคไวต มีความวาว และเลนแสงกับพระอาทิตยไดดี มีลักษณะเปนแผนบางๆ มีสีขาว เงิน เหลือง เขียวและน้ําตาล มีความแข็ง 2-2.5 และคาความถวงจําเพาะ 2.8 มีแนวแตกเรียบแนวเดียวชัดเจน มีความยืดหยุนสูง มวนงอไดถาพบเปนแผนใหญ สวนแรไบโอไทต มีสีดํา น้ําตาล หรือทอง ลักษณะทางกายภาพอื่นๆ คลายคลึงกับแรมัสโคไวต ยกเวนคาความถวงจําเพาะ มีคา 2.9-3.4 มากกวามัสโคไวต สวนแรเลพิโดไรต มีสีมวง ชมพูออน หรือขาว พบนอยมากที่มีสีเทาหรือเหลือง และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นจะคลายคลึงกับมัสโคไวต (6) กลุมแรดินเหนียว (Clay minerals)

กลุมแรดินเหนียว พบประมาณ 5% ของทั้งเปลือกโลกเปนแรที่มีผลึกขนาดเล็กและดูดน้ําไวไดในระหวางโครงสราง ที่เกาะกันเปนชั้นๆ และจะมีการขยายหรือพองตัว แรดินเหนียวสวนใหญเกิดผลของการผุพัง พบนอยมากที่แรดินเหนียวเกิดเปนแบบปฐมภูมิในหินอัคนี แรดินเหนียวสวนใหญจะพบอยูหลายชนิดปะปนกัน และมักพบรวมกับ ควอตซ เฟลดสปาร ไมกา และพวกคารบอเนต กลุมแรดิน

Page 24: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

94 ธรณีวิทยาภาคสนาม

เหนียวแยกในสนามไดโดยพิจารณา ความแข็ง ซึงมีคา 1-2 และเปนผลึกละเอียด จับแลวล่ืนมือ และเหนียวติดมือเมื่อมีน้ํา แรดินเหนียวแบงเปน 4 กลุมยอยไดแก

(ก) คาโอลิไนต (kaolinite) แรดินเหนียวกลุมคาโอลิไนต ไดแก คาโอลิไนต (kaolinite) Al2Si2O5(OH)4 ดิกไคต (dickite) Al2Si2O5(OH)4) เนไครต (nacrite) Al2Si2O5(OH)4

(ข) มอนตมอริลโลไนต (montmorillonite) หรือ สเมกไทต (smectite) แรดินเหนียว กลุมมอนตมอริลโลไนต ไดแก

ทัลก (talc) Mg3Si4O10(OH)2 ไพโรฟลไลต (pyrophyllite) Al2Si4O10(OH)2 มอนตมอริลโลไนต (montmorillonite) (Ca, Na )0.2-0.4(Al, Mg, Fe)2(Si

Al)4O10(OH)2) (ค) อิลไลต (illite) หรือ เคลย ไมกา (clay mica) แรดินเหนียวกลุมอิลไลต ที่พบมาก

ไดแก อิลไลต (illite) K0.8Al2(Si3.2Al0.8)O10(OH)2

(ง) คลอไรต (chlorite) แรดินเหนียวกลุมคลอไรต ไดแก เอโมไซต (amosite) (Mg, Fe)4Al4Si2O10(OH)8 คาโมไซต (chamosite) (Fe, Mg)3Fe3AlSi3O10(OH)8

(7) กลุมแรโอลิวีน (Olivine) กลุมแรโอลิวีน พบประมาณ 3% ของทั้งเปลือกโลก เปนกลุมแรที่มีแรประกอบอยูเกือบ 10

ชนิด แตช่ือของโอลิวีน หมายถึงแรมีองคประกอบระหวาง ฟายาไลต (fayalite, Fe2SiO4) และ ฟอรสิเตอไรต (forsiterite, Mg2SiO4) ซ่ึงเปนลําดับปริมาณของของ ฟายาไลต และ ฟอรสิเตอไรต คลายกับลําดับสวนของแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร โดยที่โอลิวีนมีสูตรทางเคมี คือ (Mg, Fe)2SiO4 แรโอลิวีนพบมากในหิน บะซอลต และ แกบโบร คุณสมบัติของแรโอลิวีน จะมีสีเขียวออกเหลือง น้ําตาลเขียว-ดํา มีความวาวเหมือนแกว และความแข็ง 6.5-7 คาความถวงจําเพาะ 3.2 มีแนวแตกเรียบสองแนว ตั้งฉากกัน แตเห็นไดไมชัดเจน หากพบเปนผลึกใหญนํามาใชเปนเครื่องประดับ เรียกวา เพริดอต (peridot) หรือถาเปนหินที่มีแรโอลิวีนมาก เรียกวา เพริโดไทต (peridotite) หรือ ดันไนต (dunite) หากหินเพริโดไทต มี

Page 25: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 95

การแปรเปลี่ยนโดยมีน้ําเขาไปแทนที่โครงสรางในผลึกจะไดเปนแร เซอรเพนทีน (serpentine, Mg3SiO5(OH)4) และเปนหิน เรียกวา เซอรเพนทิไนต (serpentinite)

(8) กลุมแรแคลไซต (Calcite) และโดโลไมต (Dolomite) กลุมแรแคลไซต และโดโลไมต พบประมาณ 2% ของทั้งเปลือกโลก กลุมแรแคลไซตและกลุม

แรโดโลไมต ประกอบดวยแรตางๆ เชน กลุมแรแคลไซตประกอบ ดวยแรยอย

แคลไซต (calcite) CaCO3 แมกนีไซต (magnesite) MgCO3 โรโดโครไซต (rhodochrosite) MngCO3 ซิเดอไรต (siderite) FeCO3 สมิทซอไนต (smithsonite) ZnCO3

กลุมแรโดโลไมต ประกอบดวยแรยอย โดโลไมต (dolomite) (CaMg)CO3 แองเคอไรต (ankerite) Ca(MgFe)(CO3)2 คุตนอฮอไรต (kutnohorite) CaMn(CO3)2

แรประกอบหินแบงออกเปนสองประเภท คือแรประกอบหินหลัก (essential rock forming minerals) ไดแกแรในกลุมที่แสดงในตารางที่ 3.3 สวนตารางที่ 3.6 แสดงกลุมและตัวอยางแรประกอบหินอัคนี ตารางที่ 3.7 แสดงกลุมและตัวอยางแรประกอบหินแปร ตารางที่ 3.8 แสดงกลุมและตัวอยางแรที่พบในอุณหภูมิต่ําที่ตกผลึกไดจากน้ําผิวดินและน้ําบาดาล ตารางที่ 3.9 แสดงกลุมแรที่พบในสายแรน้ํารอน สวนประกอบหินรอง (accessory rock forming minerals) แสดงในตารางที่ 3.10 ตารางของแรตางๆ ที่แสดงทั้งหมด นักศึกษาสาขาธรณีวิทยา ควรศึกษาและทําความเขาใจใหดี เพราะชวยทําใหเกิดการเชื่อมโยง และชวยในการแปลความหมายทางธรณีวิทยาที่ดี สูตรเคมีที่แสดง ไมไดตองการใหทองจํา แตขอใหดูธาตุองคประกอบ จะเห็นวามีสวนสัมพันธกับบทตางๆ ที่จะไดกลาวในลําดับตอๆ ไป และขอเนนวา ทุกๆ ตารางมีความสําคัญ และตารางที่ 3.11-3.13 เปนตารางแสดงชื่อของแรประกอบหินของหินอัคนี หินตะกอน และหินแปร ตามลําดับ สําหรับนักศึกษาธรณีวิทยา ควรที่จะตรวจดูคุณสมบัติและลักษณะของแรตางๆ ที่กลาวมาในตาราง 3.6-3.13 ทุกๆ แร และอยางนอยควรไดเห็นภาพที่เปนกอนแร หรือในแผนหินบาง เพื่อ

Page 26: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

96 ธรณีวิทยาภาคสนาม

เปรียบเทียบความแตกตางหรือคลายคลึงของแรนั้นๆ เมื่อแรมีกวา 4,500 ชนิด ดังนั้นควรบงบอกชื่อและคุณสมบัติของแรที่นอกเหนือจาก 30 ชนิดที่สําคัญๆ ได

ตารางที่ 3.6 กลุมและตัวอยางแรที่สําคัญในหินอัคนี

กลุมแร ตัวอยางแรท่ีสําคัญ สูตรเคมี

โอลิวีน (olivine) โอลิวีน (olivine) (Mg,Fe)2SiO4 ไพรอกซีน (pyroxene)

ไดออปไซต (diopside) ออไจต (augite) ออรโทไพรอกซีน (orthopyroxene)

CaMgSi2O6 (Ca,Mg,Fe,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 (Mg,Fe)2SiO6

แอมฟโบล (amphibole)

ฮอรนเบลนด (hornblende) (K,Na)0-1(Ca,Na,Fe,Mg)2 (Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8O22(OH)2

ไมกา (mica)

ไบโอไทต (biotite) มัสโคไวต (muscovite)

K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 KAl2(AlSi3O10)(OH)2

เฟลดสปาร (feldspar)

ออรโทเคลส (orthoclase) ไมโครไคน (microcline) ซานิดีน (sanidine) แพลจิโอเคสล (plagioclase)

KAlSi3O8 KAlSi3O8 (K,Na)AlSi3O8 (Ca,Na) (Al,Si)4O8

เฟลดสปาทอยด (feldspathoid)

ลูไซต (leucite) เนฟลีน (nepheline) โซดาไลต (sodalite)

KAlSi2O6 (Na,K)AlSiO4 Na3Al3Si3O12NaCl

ซิลิกา (silica) ควอตซ (quartz) SiO2 ออกไซด (oxides) แมกนีไทต (magnetite)

อิลเมไนต (ilmenite) รูไทล (rutile)

Fe3O4 FeTiO3 TiO2

ซัลไฟด(sulfides) ไพไรต (pyrite) พิรโรไทต (pyrrhotite)

FeS2 Fe1-8S

อื่นๆ (others) ไททาไนต (titanite) เซอรคอน (zircon) อะพาไทต (apatite)

CaTiSiO5 ZrSiO4 Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)

ที่มา: Perkins (2002)

Page 27: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 97

ตาราง ท่ี 3.7 กลุมและตัวอยางแรที่สําคัญในหินแปร

กลุมแร ตัวอยางแรท่ีสําคัญ สูตรเคมี

ซิลิเกตแบบโครงขาย (framework silicate)

คอรเดียไรต (cordierite) (Mg.Fe)2Al4Si5O18

ซิลิเกตแบบสาย (chain silicate) เทรโมไลต (tremolite) โวลลาสโทไนต (wollastonite)

Ca2Mg5Si8O22(OH)2 CaSiO3

ซิลิเกตแบบรูปทรงสี่หนาแบบเดี่ยว (isolated tetrahedral silicate)

แอนดาลูไซต (andalusite) ไคยาไนต (kyanite) ซิลลิมาไนต (sillimanite) สตอโรไลต (staurolite) คลอริทอยด (chloritoid) การเนต (garnet)

Al2SiO5 Al2SiO5 Al2SiO5 Fe2Al9Si4O23(OH) (Fe,Mg)Al2SiO5(OH)2

(Ca,Fe,Mg)3(Al,Fe)2Si3O12 ซิลิเกตแบบรูปทรงสี่หนาแบบคู (paired tetrahedral silicate)

ซอยไซต (zoisite) Ca2Al3Si3O12(OH)

ที่มา: Perkins (2002)

ตารางที่ 3.8 ตัวอยางแรที่สําคัญที่เกิดในอุณหภูมิตํ่า ที่ตกผลึกไดจากน้ําผิวดินและน้ําบาดาล

กลุมแร ตัวอยางแรท่ีสําคัญ สูตรเคมี

ซิลิกา (silica) ควอตซ (quartz) SiO2 คารบอเนต (carbonate) แคลไซต (calcite)

แมกนีไซต (magnesite) CaCO3 MgCO3

เฮไลด (halide) เฮไลต (halite) ซิลไวต (sylvite)

NaCl KCl

ซัลเฟต (sulfate) ยิปซัม (gypsum) แอนไฮไดรต (anhydrite)

CaSO4•2H2O CaSO4

ธาตุ (native element) ซัลเฟอร (sulfur) S

ที่มา: Perkins (2002)

Page 28: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

98 ธรณีวิทยาภาคสนาม

ตาราง 3.9 ตัวอยางแรที่สําคัญที่เกิดในสายน้ํารอน (hydrothermal deposits)

กลุมแร ตัวอยางแรท่ีสําคัญ สูตรเคมี

ซัลไฟด (sulfide) ไพไรต (pyrite) พิรโรไทต (pyrrhotite) ชาลโคไพไรต (chalcopyrite) กาลีนา (galena) สฟาเลอไรต (sphalerite) โมลิบดีไนต (molybdenite)

FeS2 Fe1-xS CuFeS2 PbS ZnS MoS2

ทังสเทต (tungstate) วุลแฟรไมต (wolframite) (Fe,Mn)WO4 ออกไซด (oxide) แคสซิเทอไรต (cassiterite)

ไพโรลูไซต (pyrolusite) SnO2 MnO2

ที่มา: Perkins (2002)

ตาราง 3.10 แรประกอบหินที่จัดเปนพวกที่ไมจําเปน (accessory rock forming minerals)

ชื่อแร สูตรเคมี ชนิดของหินที่พบ

อะพาไทต Ca5(OH, F, Cl)(PO4)3 หินอัคนี หินแปร และหินตะกอน คลอไรต (MgFe)6(SiAl)4O10(OH)8 หินแปรสภาพขั้นต่ํา คอรันดัม Al2O3 หินอัคนี และหินแปร เอพิโดต Ca2(AlFe)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH) หินแปรสภาพขั้นต่ํา ถึงปานกลาง ฟูลออไรต CaF2 ในสายแรจากน้ํารอน อัลมาดีน Fe3Al2(SiO4)3 หินแปร กรอสซูลาร Ca3Al2(SiO4)3 หินแปร กราไฟต C หินแปร ฮีมาไทต Fe2O3 หินอัคนี หินแปร และหินตะกอน และเกิดจากผุ ลิโมไนต Fe2O3•3H2O หินอัคนี หินแปร และหินตะกอน และเกิดจากผุ แมกนีไทต Fe3O4 หินอัคนี ไพไรต FeS2 หินอัคนี หินแปร และหินตะกอน และในสายแร

น้ํารอน เซอรเพนทีน Mg3Si2O5(OH)4 หินที่เกิดจากการแปรสภาพ

ที่มา: Thompson and Turk (1993)

Page 29: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 99

ตารางที่ 3.11 แรที่พบในหินอัคนีแยกตามประเภทหิน ชนิดของหิน แรท่ีสําคัญ แรรองที่พบมาก แรรอง หินพวกเฟลสิก เชน แกรนิต แกรโนไดโอไรต ไรโอไรต และ เดไซต

ควอตซ แพลจิโอเคลส อัลคาไลเฟลดสปาร

มัสโคไวต ไบโอไทต ฮอรนเบลนด

เซอรคอน อะพาไทต ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต เอพิโดต อัลลาไนต ไททาไนต รูไทล

แกรนิต และ เฟกมาไทต

ควอตซ แพลจิโอเคลส โพแทสเซียม–เฟลดสปาร มัสโคไวต ไบโอไทต

ทัวมาลีน เบริล เลพิโดไลต

เซอรคอน อะพาไทต ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต อัลลาไนต การเนต

ไดโอไรต แอนดีไซต และ เดไซต

แพลจิโอเคลส ฮอรนเบลนด

ควอตซ ไบโอไทต มัสโคไวต ออรโทไพรอกซีน ไคลโนไพรอกซีน

เซอรคอน อะพาไทต ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต เอพิโดต อัลลาไนต

เมฟก บะซอลต แกบโบร นอไรต และ เพริโดไทต

แพลจิโอเคลส ไคลโนไพรอกซีน ออรโทไพรอกซีน โอลิวีน

ฮอรนเบลนด ไบโอไทต

ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต โครไมต อะพาไทต สปเนล

ไซยีไนต และ โฟโนไลต

โพแทสเซียม-เพลดสปาร แพลจิโอเคลส เนฟลีน โซดาไลต ลูไซต

โซเดียม-ไพรอกซีน โซเดียม แคลเซียม –ไพรอกซีน โซเดียม-แอมฟโบล ไบโอไทต มัสโคไวต

ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต เอพิโดต อะพาไทต

ที่มา: Perkins (2002) ตารางที่ 3.12 แรที่พบในหินตะกอนแยกตามชนิดหิน พวกเม็ดเศษหิน (clastic) พวกคารบอเนต (carbonate) พวกอีวาโพไรต (evaporite) ควอตซ โพแทสเซียม-เฟลดสปาร แพลจิโอเคลส เคลย ชาลซีโดนี แคลไซต มัสโคไวต ไบโอไทต กลอโคไนต ฮีมาไทต ซีโอไรต แรอื่นๆ รวมแรหนัก

แคลไซต โดโลไมต เคลย กลอโคไนต เศษโครงรางสัตว เม็ดแรจากพวกเม็ดเศษหิน

แคลไซต โดโลไมต ยิปซัม แอนไฮไดรต เกลือหิน ซิลไวต ซัลเฟอร ชาลซีโดนี โบแรทซ เม็ดแรจากพวกเม็ดเศษหิน

ที่มา: Perkins (2002)

Page 30: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

100 ธรณีวิทยาภาคสนาม

ตารางที่ 3.13 แรที่พบในหินแปรแยกตามชนิดหิน ชนิดหิน แรหลัก แรรอง หินจากการแปรของหินดินดาน เชน หินชนวน หินฟลไลต หินชีสต และ ฮอรนเฟลส

ควอตซ แพลจิโอเคลส มัสโคไวต ไบโอไทต คลอไรต คอรเดียไรต สตอโรไลต การเนต แอนดาลูไซต ซิลลิมาไนต ไคยาไมต โพแทสเซียม-เฟลดสปาร

อะพาไทต ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต กราไฟต เอพิโดต ทัวมาลีน

หินจากการแปรของหินอัคนีพวก เมฟกและจากหินตะกอนที่มีแรจากพวกเมฟก

แพลจิโอเคลส ออรโทแอมฟโบล คอรเดียไรต เอพิโดต การเนต ไบโอไทต คลอไรต ทิทาไนต ออมฟาไซต แคลเซียม-ไคลโนแอมฟโบล แคลเซียม-ไคลโนไพรอกซีน

อะพาไทต เซอรคอน ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต สปเนล

หินแปรคารบอเนต เกิดจากการแปรสภาพของ หินปูน หินโดโลไมต และหินตะกอนพวกแคลคาเรียส

แคลไซต อะลาโกไนต โดโลไมต ควอตซ โวลลาสโทไนต โอลิวีน การเนต แคลเซียม-ไพรอกซีน ไบโอไทต เอพิโดต บรูไซต เพริเคลส ทัลก สคาโพไลต แคลเซียม-ไคลโนแอมฟโบล แคลเซียม โซเดียม -ไคลโนแอมฟโบล

หินพวกบลูชีสต จากการแปรของ หินเกรยแวก หรือ หินดินดาน

ควอตซ แพลจิโอเคลส มัสโคไวต ไบโอไทต คลอไรต ลอวซอไนต พัมเพลลไยต กลอโคเฟน กรอสไซต การเนต เจดไดต ออมฟาไซต แคลไซต อะราโกไนต ไททาไนต เซอรเพนทีน เอพิโดต ซีโอไลต

ฟรีหไนต อะพาไทต เซอรคอน ไอรอนออกไซต ไททาเนียมออกไซต

หินไนส ที่แปรมากจากพวกหินแกรนิต ไรโอไรต หินทราย หินดินดาน หรือ อื่นๆ

ควอตซ ไบโอไทต แพลจิโอเคลส โพแทสเซียม-เฟลดสปาร ออรโทไพรอกซีน คอรเดียไรต

อะพาไทต เอพิโดต การเนต เซอรคอน อัลลาไนต ไออนออกไซต ไททาเนียมออกไซต

ที่มา: Perkins (2002)

Page 31: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 101

3.2 การพิจารณาบงบอกชื่อหินเบ้ืองตนในสนาม การบงบอกชื่อหินเบื้องตนในสนาม อาศัยหลักการพิจารณาโดยการที่ดูไดจากตาเปลาหรือแวน

ขยายกําลัง 10 เทา หรือมากกวา ปราศจากการใชกลองกําลังขยายสูง (microscope) ที่ดูจากแผนหินบาง การเรียกชื่อหินในสนาม พิจารณาโดยใชเนื้อหิน (texture) และแรองคประกอบในหิน การที่จะเรียกชื่อหินไดจะตองแยกใหไดกอนวาเปนหินอะไรในสามประเภท คือ หินอัคนี หรือหินตะกอน หรือหินแปร สวนใหญหินทั้งสามประเภทแยกออกจากกันไดโดยงาย มีบางครั้งที่สรางความไมมั่นใจใหกับนักธรณีวิทยา เชน หากเปนหินผุมาก และมีการโผลใหเห็นไมชัดเจน อาจทําใหแยกประเภทออกไดลําบาก ส่ิงที่พิจารณาแยกความแตกตางระหวางหินตะกอนและหินอัคนี คือ

(1) กรณีที่เห็นเม็ดขนาด ใหดูที่เนื้อหิน และเม็ดขนาด หากพบมีการเกาะกันเปนเม็ดๆ ดูลักษณะการผุเปนเม็ดรวน จัดเปนหินตะกอน หากเม็ดขนาดมีการเชื่อมประสานกันเปนผลึก การผุยังมีลักษณะการเกาะหรือเชื่อมติดกันของเม็ดขนาด จัดเปนหินอัคนี หรือหินแปร และการแยกหินแปรออกจากหินอัคนี โดยดูการเรียงตัวของแร ที่เรียกวา ร้ิวขนาน (foliation) หากพบมีร้ิวขนานแสดงวาเปนหินแปร หินแปรบางประเภทไมมีริ้วขนาน เชน ควอรตไซต (quartzite) และ หินออน (marble) ซ่ึงเมื่อพบในสนามจะมีเนื้อแนน มีการเชื่อมประสานระหวางเม็ดขนาดในรูปของผลึก และมีแรประกอบสวนใหญเปน ควอตซ กรณีเชนนี้จะเปน หินควอรตไซต

(2) กรณีที่มองไมเห็นเม็ดขนาดดวยตาเปลา ใหดูที่เนื้อหิน หากพบลักษณะของริ้วขนานเล็กเรียงเปนชั้น (fissile) จัดเปนหินตะกอน ที่มีช่ือเรียกวา หินดินดาน กรณีไมพบ ร้ิวขนาดเล็กเรียงเปนชั้น แตเปนเนื้อละเอียดแนน อาจจะเปนหินดินเหนียว โดยดูลักษณะการผุสลายซ่ึงหินดินเหนียวผุจะมีลักษณะแตกตางจากหินอัคนีประเภทที่มองไมเห็นเม็ดขนาดผุอยางส้ินเชิง เพราะหินอัคนีสวนใหญจะมีแรองคประกอบรวมอยูในเนื้อหินหลายชนิด หินดินดานและหินดินเหนียวแยกออกจากหินแปรเนื้อละเอียดตรงที่ หินแปรเนื้อละเอียดจะมีลักษณะของแนวแตกเรียบแบบหินชนวน (slaty cleavage) หรือกรณีที่เปนหินฮอรนเฟลส (hornfels) จะพบมีเนื้อแนนและแข็งมาก ทุบออกมาจะเปนเหล่ียมแหลม และมีความคมที่ปลายเหลี่ยม

โดยปกติการเดินสํารวจธรณีวิทยาในสนาม จะมีหลักฐานมาชวยประกอบในการพิจารณาเรียกชื่อหินไดมาก หากกรณีที่ยังไมแนใจวาเปนหินอะไร เมื่อเดินสํารวจตอๆ ไป คําตอบจะคอยๆ

Page 32: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

102 ธรณีวิทยาภาคสนาม

ตามมาเพราะหินที่พบมีความสัมพันธกัน เชน กรณีที่พบหินแกรนิตมีขนาดกวางมาก และตอมาพบหินที่มองไมเห็นเม็ดขนาด มีเนื้อแนน ทุบดูแลวมีเหล่ียมคม แข็ง นาจะเปนหินฮอรนเฟลส เปนตน

สําหรับผูที่ไมไดศึกษาอยางละเอียดและไมใชนักธรณีวิทยามืออาชีพ (professional) หินที่เรียกชื่อกันสวนใหญในสนามสําหรับหินตะกอนไดแก หินกรวด หินทราย หินทรายแปง หินดินดาน หินดินเหนียว หินปูน หินโดโลไมต และเกลือหิน สําหรับหินอัคนีไดแก หินแกรนิต หินไดออไรต หินแกบโปร หินไรโอไรต หินแอนดีไซต หินบะซอลต หินออปซิเดียน หินทัฟฟ และ หินพัมมิส สําหรับหินแปร ไดแก หินชนวน หินฟลไลต หินชีสต หินไนส หินออน หินควอรตไซต และหินฮอรนเฟลส สวนหินที่เกิดระหวางรอยเลื่อน เชน หินกรวดเหลี่ยมรอยเลื่อน (braccia) หินคะตาเคลไซต (cataclasite) หินไมโลไนต (mylonite) ที่กลาวมาอาจเพียงพอสําหรับการทําศึกษาธรณีวิทยาเบื้องตน หากตองการบอกรายละเอียด และบงบอกชื่อหินแบบนักธรณีวิทยามืออาชีพ เชน โทนาไลต (tonalite) มอนโซไนต (monzonite) อัลคาไลเฟลดสปาร แกรนิต หรืออ่ืนๆ ที่ละเอียดและเจาะจงลง จะตองนํามาศึกษาเพิ่มเติมในหองปฏิบัติการกอน จึงจะสามารถเรียกชื่อไดอยางถูกตอง

สําหรับการศึกษาภาคสนามของนักศึกษาธรณีวิทยา อาจตองใชการจัดแบงในเบื้องตนกอน จากนั้นนํามาศึกษาเพิ่มเติมในหองปฏิบัติการ หรือในสนามหากยังไมสามารถเรียกชื่ออยางคราวๆ ในเบื้องตนได ก็ควรเรียกโดยใชคําอธิบายใหเห็นภาพลักษณ เชน หินสีเขียวเนื้อแนนมีจุดดําประปราย หินสีแดงดําสนิมเหล็ก ไมควรเรียกชื่อวา หิน ก หิน ข หรือ หิน ค เพราะไมเกิดภาพลักษณ นอกจากนี้พึงระลึกไวเสมอวาเมื่อพบหินอัคนีที่มีเม็ดขนาดมองเห็นดวยตาเปลา แสดงใหเห็นวาหินชนิดนั้นเคยอยูที่ระดับลึก แตตอมามีการถูกทําใหโผลขึ้น

ดังนั้นตองมีหินที่ปดทับในอดีตผุสลายไป หรือกรณีพบหินแปรประเภทที่มี ร้ิวขนาน แสดงวาหินแปรเหลานั้นเกิดในลักษณะแบบไพศาล ที่ระดับลึกภายใตความดันและอุณหภูมิสูงแบบคอยเปนคอยไป จะลึกที่ระดับใดขึ้นอยูกับระดับของการแปรสภาพ เชน กรณีที่ไดเปนแบบชุดลักษณแอมฟโบไลต จะอยูที่ความลึกประมาณ 10-20 กิโลเมตร หากไดในลักษณะของชุดลักษณแกรนูไลต จะอยูที่ความลึกประมาณ 20-30 กิโลเมตร เมื่อพบหินเกิดในระดับลึก 10-20 กิโลเมตรโผลใหเห็น ยอมแสดงถึงการยกตัวซ่ึงจะเปนแบบการยกตัวของแผนดิน (uplift) หรือ ถูกรอยเลื่อนเล่ือนขึ้นสูผิวดิน (exhumation) ตองตรวจสอบขอมูลในสนามตอไป

แผนภาพสรุปการพิจารณาหินและแร และการเรียกชื่อหินในสนามของหินอัคนี หินตะกอน และหินแปร แสดงในกรอบที่ 3.1- 3.4 ตามลําดับ

Page 33: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 103

Page 34: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

104 ธรณีวิทยาภาคสนาม

Page 35: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 105

Page 36: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

106 ธรณีวิทยาภาคสนาม

Page 37: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 107

3.2.1 การแบงหินในสนามแบบพิจารณาเนื้อหิน 3.2.1.1.หินตะกอน การพิจารณาเนื้อหินของหินตะกอนใหแยกลักษณะการยึดเกาะของเม็ดตะกอน โดยที่จัดเนื้อหินของหินตะกอนเปน 3 ประเภท ไดแก

(1) ประเภทเศษหิน (clastic texture) จะประกอบดวยเศษตะกอนที่แตกหักผุพัง ยึดติดกันอยูในเนื้อหิน จากนั้นพิจารณาดูขนาดและความกลมมนของเม็ดตะกอน

(2) ประเภทสารอินทรีย (organic texture) มีเนื้อหินของเศษพวกสิ่งมีชีวิต เปนพวกกระดูก กระดอง เปลือก หรือลําตน กิ่งกานสาขาของพืช เปนตน มีลักษณะของสิ่งมีชีวิตพบสะสมอยูมาก จึงจัดเปนเนื้อแบบออรแกนนิก

(3) ประเภทมีผลึก (crystalline texture) จะมีเนื้อหินที่เกิดจากการตกผลึกของสารละลาย จะมีการเชื่อมติดกันแนน

3.2.1.2 หินอัคนี การพิจารณาเนื้อหินอัคนีพิจารณาลําดับของการตกผลึก และขนาดของผลึก ซ่ึงมีผลจากอัตราของการเย็นตัวของหินหนืด (magma) ลักษณะของการพิจารณาเนื้อหินของหินอัคนี ไดแก

(1) เนื้อแกว (glassy texture) พบเปนเนื้อลวนพวกแกว อาจจะมีพวกแรดอก (phenocrysts) ของแรเฟลดสปารหรือแรอ่ืนกระจายรวมอยูดวย หรืออาจจะมีฟองอากาศคลายปรากฏของพัมมิส แตลักษณะองคประกอบจะเปนแกวเปนสวนใหญ

(2) ไพโรคลาสติก (pyroclastic texture) ซ่ึงคําวา “pyro” ในรากศัพทเดิมที่มาจากภาษากรีก วา “broken by fire” ดังนั้นจึงเปนประเภทที่แตกหักจากกระบวนการเกิดภูเขาไฟ หินประเภทนี้ประกอบดวยเศษของ แกวภูเขาไฟ เศษของพัมมิส (pumice) จะพบเศษหินทองที่ที่ถูกทําใหแตกจากแรงระเบิดของภูเขาไฟ ปะปนอยูในเนื้อหินทําใหไดลักษณะของแรดอก (phenocrysts) ในสนามอาจจะพบเศษของพัมมิสและเศษแกวภูเขาไฟสลายเปนแรดินเหนียว เนื้อหินแบบไพโรคลาสติกเกิดจากกระบวนการภูเขาไฟระเบิดหรือการไหลของหินหลอมเหลว

(3) เนื้อพรุน (vesicular texture) พบเปนรูพรุน เนื่องจากการขยายตัวของแกสที่อยูในหินหนืด มีทั้งขนาดเล็กและใหญ รูปรางของรูพรุน จะเปนวงรี เปนสวนใหญ

(4) เนื้อละเอียด (aphanitic texture) คําวา aphan ในรากศัพทเดิมที่มาจากภาษากรีก คือ “invisible: มองไมเห็น” นั่นคือเนื้อของหินจะพบผลึกเล็กๆ (เสนผาศูนยกลางนอยกวา 0.5

Page 38: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

108 ธรณีวิทยาภาคสนาม

มิลลิเมตร) ซ่ึงอาจจะมีผลึกแกวหรือไมมีปะปนอยู ผลึกจะมองเห็นได แตบอกลักษณะไมไดชัดเจนตองใชกลองจุลทรรศน จะมีสีทึบแตกตางจากเนื้อแกว สวนใหญพบกับพวกที่เกิดจากการไหลของลาวา บางครั้งพบแนวของการไหล และการเรียงของผลึกตามการไหล

(5) เนื้อเม็ด (granular texture) รากศัพทมาจากภาษาลาตินวา “grain: เม็ด” ประกอบดวยผลึกที่มีขนาดใหญ สามารถดูดวยตาเปลาโดยไมตองใชแวนขยาย (เสนผาศูนยกลางมีขนาดมากกวา 0.5 มิลลิเมตร ขึ้นไป) แตผลึกอาจจะมีขนาดไมแนนอนใหญหรือเล็กแตกตางกัน ซ่ึงหินแกรนิตสวนใหญจะพบผลึกมีขนาดระหวาง 3 ถึง 5 มิลลิเมตร

(6) เนื้อแบบสองขนาด (porphyritic texture) ซ่ึงจะมีเนื้ออยู 2 ขนาด ทําใหเห็นเปนจุด (spot) กระจายในเนื้อหิน เนื้อแบบฟอรไฟริติค พบในหินพวกหินอัคนีแทรกซอนที่มีขนาดเล็กและพวกหินอัคนีปะทุ ซ่ึงเกิดจากการเปลี่ยนอัตราของการเย็นตัวในขณะที่หินหนืดกําลังตกผลึก เชน หินหนืดที่เแทรกซอนเขามาใกลผิวดินและกําลังเย็นตัวลง แรที่ตกผลึกกอนจะเร่ิมตกผลึกตามลําดับของการตกผลึก อุณหภูมิของหินหนืดคอยๆ ลดลงเรื่อยๆ ในอัตราที่ปกติ ผลึกของแรก็จะกอตัวใหญขึ้นตามลําดับเชนกัน แตถาเกิดมีรอยแยกหรือรอยแตก แทรกเขามาในบริเวณที่มีหินหนืดในขณะนั้น ซ่ึงทําใหหินหนืดที่ยังไมไดตกผลึกไหลออกมาตามแนวแยกและพาเอาผลึกมาดวย เมื่อไหลออกมาสูผิวดินเกิดการเย็นตัวอยางรวดเร็ว เพราะอุณหภูมิลดลงอยางรวดเร็ว หินหนืดไมสามารถตกเปนผลึกได จึงพบเปนเนื้อแนนและมีผลึกที่พามาดวยแทรกอยูเปนจุดๆ ซ่ึงเราเรียกผลึกวา แรดอก (phenocryst) หรือเรียกทับศัพทวา “phenocryst (ฟโนครีสต)” และพวกไมมีผลึกวา เนื้อพื้น หรือเรียก

ทับศัพทวา “groundmass (กราวนดแมส)” หรือ โดยที่ฟโนครีสตเปนแรดอกเกิดใตดิน ขณะที่กราวนดแมสเกิดบนผิวดิน จึงมีเนื้อหินแบบมีผลึกและเนื้อละเอียดอยูดวยกัน ในทํานองเดียวกันกับที่พบ แรดอกในเนื้อพื้นที่มีเม็ดขนาดใหญ (porphyritic-granular texture) ซ่ึงเนื้อพื้นเปนพวกเม็ดเกิดที่ใตผิวดินระดับลึก จากนั้นแทรกซอนขึ้นมาเย็นตัวตื้นขึ้นมาอีกระดับ จึงเห็นผลึกสองขนาดอยูปะปนกัน

3.2.1.3 หินแปร เนื้อของหินแปรพิจารณาจากการเรียงตัวของแรในเนื้อหิน มีอยู 2 กลุม คือพวกที่มีร้ิวขนาน (foliated texture) ซ่ึงมาจากรากศัพทของภาษาลาตินวา “leafy” พบมีลักษณะการเรียงขนานกันแยกออกไดงายตามแนวของริ้วขนาน และพวกที่ไมมีร้ิวขนาน (nonfoliated texture) พบแรมีขนาดเทาๆ กัน ไมมี

Page 39: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 109

การเรียงตัว เมื่อแตกจะแตกเปนเหล่ียมไมเปนแผนเชนพวกที่มีร้ิวขนาน ประเภทเนื้อหินของหินแปรไดแก

(1) เนื้อหินไนส (gneissose texture) ในภาษากรีกเรียกวา “banded rock” มีลักษณะริ้วขนานขนาดใหญ เปนแนวเสนตรง หรือโคงขึ้น-ลง ร้ิวขนานเกิดจากการเรียงตัวของแร สังเกตไดงายเพราะเนื้อหินมีผลึกใหญ

(2) เนื้อหินชีสต (schistose texture) ในภาษากรีกเรียกวา “rasity cleaved” เปนร้ิวขนานที่มีขนาดเล็ก เมื่อทุบหินหินจะแตกตามแนวริ้วขนาน แรประกอบหินมีลักษณะเปนแผนหรือเปนแทง พบสวนใหญคือพวกไมกา คลอไรต และแอมฟโบล อาจมีพวกเฟลดสปาร การเนต หรือไพรอกซีน แตพบไดคอนขางนอยมาก

(3) เนื้อหินชนวน (slaty texture) คําวา slate รากศัพทมาจากภาษาเยอรมัน วา “to split” ซ่ึงมีลักษณะของริ้วขนานที่มีขนาดเล็กมาก และงายตอการทําใหแตกเปนแผนๆ สวนใหญที่พบเปนพวกไมกา ไมสามารถดูลักษณะของผลึกแรดวยตาเปลาตองใชกลองจุลทรรศน

(4) เนื้อหินเห็นเม็ดขนาด (granoblastic texture) รากศัพทมาจากภาษากรีกวา “sprouting grains” มีลักษณะที่ไมมีร้ิวขนานหรือมีร้ิวขนานก็ได ผลึกแรมีขนาดใหญสามารถดูดวยตาเปลาเห็น และสวนใหญผลึกมีเม็ดขนาดเทากัน จึงทําใหไมพบร้ิวขนาน และเนื้อหินคลายกับเนื้อหินของหินอัคนีพวกเนื้อเม็ด (granular texture)

(5) เนื้อหินฮอรนเฟลส (hornfelsic texture) พบเปนเนื้อละเอียดมากตองดูดวยกลองจุลทรรศน แตกเปนเหล่ียมคม ไมมีร้ิวขนาน

3.2.2 การบงบอกชื่อหินในสนาม เมื่อทําการสํารวจในสนาม อันดับแรกควรพิจารณาเนื้อหินเปนเกณฑ โดยคําถามที่ถามควรใชประกอบการพิจารณาในการจําแนกจําพวกและหาชื่อของหิน คือ

(1) หินนี้มีเนื้อหินแบบไหน (2) มีแรอะไรเปนองคประกอบ และ (3) เปนหินอัคนี หินแปร หรือหินตะกอน

เมื่อสามารถแยกได จึงพิจารณาตามตารางการเรียกชื่อหินที่แสดงในกรอบที่ 2-4 เมื่อไดช่ือใหตรวจสอบกับลักษณะทั่วๆ ไปของหินนั้นๆ วาสอดคลองกับชื่อที่จะกลาวในหัวขอตอไป

Page 40: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

110 ธรณีวิทยาภาคสนาม

3.2.2.1 ลักษณะของหินตะกอนที่พบทั่วไป หินกรวดมน (Conglomerate) เปนหินที่เกิดจากการเชื่อมประสานของเม็ดกรวด (cemented gravels) ซ่ึงเม็ดกรวดมีลักษณะกลมหรือคอนขางกลม กรวดไดมาจากเศษของหินหรือแรขนาดตางๆ เกิดจากการตกสะสมโดยทางน้ํา โดยมีตะกอนขนาดเม็ดทรายแทรกระหวางเม็ดกรวด หากมีทรายนอยจะเปนพวกที่ตกสะสมบริเวณชายหาด หินกรวดเหลี่ยม (Breccia) มีลักษณะคลายหินกรวดมน ยกเวนขาดความกลมมนของเม็ดกรวด ซ่ึงเกิดจากเศษหินและแรที่แตกหักมาตกสะสม โดยเศษเหลานี้ยังไมมีการถูกลบเหลี่ยม เนื่องจากมีการพัดพามาในระยะทางที่ไมไกลนัก หินกรวดเหล่ียมอาจเปนหินที่เกิดจากรอยเลื่อนก็ได เรียกวา กรวดเหล่ียมรอยเลื่อน (fault breccia) หรือ เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟทําใหหินทองที่แตกเปนเศษหินและแข็งตัว มีขนาดตะกอนเม็ดใหญ-เล็กและมีเหล่ียม เรียกวา กรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ (volcanic breccia) หรือเกิดจากธารน้ําแข็งพัดพาตะกอนเหลี่ยมมาตกสะสม เรียกวา กรวดเหลี่ยมธารน้ําแข็ง (glacial breccia) เปนตน การเรียกชื่อหินนี้จึงควรมีคําขยายเพื่อบงบอกใหชัดเจนสําหรับหินตะกอน โดยเรียกวา หินกรวดเหลี่ยมของหินตะกอน หินทราย (Sandstone) เปนหินที่เกิดจากการที่ตะกอนของเม็ดทรายถูกเชื่อมประสานติดกัน ขนาดตะกอนของทรายจะมีขนาดตั้งแต 2 มิลลิเมตรถึง 0.0625 (1/16) มิลลิเมตร หินทราย เราสามารถแยกในสนามได 3 ชนิด คือ

หินควอรตไซต (Quartzite) จะมีแรองคประกอบเปนแรควอตซเปนสวนใหญ มีแรอ่ืนปะปนเล็กนอย รวมทั้งเศษหินหรือซากพืชซากสัตว การบอกชื่อนี้ใหเขียนกํากับดวยวาเปนหินตะกอน หรือเรียกทับศัพทวา quartz sandstone (ควอตซ แซนดสโตน) แทน เพราะจะสับสนกับหินแปรที่มีช่ือเหมือนกัน

หินอารโคส (Arkose) เปนหินทรายที่มีแรเฟลดสปารอยูมาก ซ่ึงหินอารโคสเกิดจากการผุกรอนอยางรวดเร็วของหินที่มีเฟลดสปารผลึกใหญ เชน หินแกรนิตหรือหินไนส และมีการตกสะสมอยางรวดเร็ว กอนที่แรเฟลดสปารจะสลายตัวไปเปนแรดินเหนียว

หินเกรยแวก (Graywacke) เปนหินทรายสกปรก (dirty sand) ที่มีพวกแรดินเหนียวและเฟลดสปาร มีเศษหินอื่นๆ ปะปน เกรยแวก สวนใหญจะมีสีเทาดํา-เขียวดํา หรือดํา บงบอกถึงการตกสะสมอยางรวดเร็ว โดยไมมีลักษณะของการผุผังทางเคมี

หินดินดาน (Shale) เปนหินที่เกิดจากตะกอนขนาดทรายแปงและดินเหนียวแข็งตัว โดยเม็ดตะกอนขนาดดินเหนียวมีขนาดนอยกวา 0.004 (1/256) มิลลิเมตร และตะกอนขนาดทรายแปงมีขนาดอยู

Page 41: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 111

ระหวาง 0.0625-0.004 มิลลิเมตร ผสมกัน และอาจมีพวกซากพืชซากสัตวปะปน แรที่พบมากในหินดินดานจะเปนพวก ไฮดราส อะลูมินัม ซิลิเกต และสวนใหญหินดินดานมีแรไมกา และควอตซ หินดินดานจะแตกงายตามแนวแตกถี่ (fissility) หากพบวามีการแตกแบบเปนกอนเหล่ียม (angular block) เรียกวา หินโคลน (mudstone) และถามีเม็ดขนาดของทรายแปงมาก เปนหินทรายแปง (siltstone) หินดินดานเกิดในสภาพแวดลอมตางๆ แตสวนใหญพบในทะเลลึก เพราะการตกตะกอนของดินเหนียวตองการน้ํานิ่ง แตก็จะพบในบริเวณสามเหลี่ยมปากแมน้ํา ทะเลสาบ หรือแมน้ําที่มีน้ํานิ่ง หินดินดานที่มีสีดํา มักมีพวกคารบอนที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตปะปนอยู แลวเกิดการสลายไปหรืออาจเกิดจากการตกผลึกของพวกซัลไฟดของเหล็ก โดยมีพวกแบคทีเรียเปนตัวชวย หากพวกซัลไฟดของเหล็กจับตัวเปนผลึกจะไดแรไพไรต (FeS2) พบปนอยูในเนื้อหินหรือเปนชั้นอยูในเนื้อหิน หากมีสีฟา-เขียว เทา-ดํา เทา-เขียว หรือ มวง-แดง มักเปนหินโคลนที่มีองคประกอบของแรมาจากพวกหินภูเขาไฟที่ผุกรอน หินปูน (Limestone) ประกอบดวยแรแคลไซต (CaCO3) เปนสวนใหญ และมีแรอะราโกไนต (aragonite) อยูดวย แตเนื่องจากมีสูตรเคมีเหมือนกัน รูปรางของผลึกตางกัน จึงเรียกรวมเปนแรแคลไซต หินปูนที่เกิดจากพวกสารอินทรียพบทั่วไปจะเปนพวก coral limestone ซ่ึงมีองคประกอบเปนโครงรางของพวก ปะการัง รวมทั้งหอยและสัตวอ่ืนๆ ไดแก พวก foraminiferas molluscas และ gastropods สวน algal limestone เกิดจากการตกผลึกโดยพวกสาหรายและแบคทีเรีย สวน foraminiferal limestone ประกอบดวยเปลือก หรือกระดองของพวก foraminifera หินกระสาหอย (coquina) เปนพวกเปลือกขนาดใหญของพวก mollusca สวนหินชอลค (chalk) เปนหินที่เกิดจาก ultramicroscopic blades และ spines จากพวก coccolith หินปูนท่ีมีเม็ด (Clastic limestone) ประกอบดวยเศษแตกหักของพวกเปลือกและกระดองของสัตวและผลึกของแคลไซต ปจจุบันการตกผลึกของพวกแคลเซียมคารบอเนตในทะเลหรือในบริเวณน้ําพุรอนและทะเลน้ําเค็มยังปรากฏอยู แตการตกจากพวกที่ไมใชเปนสารอินทรียแยกออกจากพวกที่ตกจากสารอนินทรียคอนขางยาก หินปูนที่ตกตะกอนจากน้ําพุรอน ไดเปนผลึกใหญ แตการตกผลึกจะเปนตะปุมตะปามีสีเหลืองหรือแดงของพวกออกไซดของเหล็กปน ซึ่งเรียกหินปูนพวกนี้วา ทราเวอรทีน (travertine) หินปูนมีเนื้อและสีแตกตางกันเนื่องจากขนาดของเปลือกหอยและผลึกที่มีสารมลทิน (impurities) เปนพวกหินปูนสีดําแสดงวามีพวกคารบอนสูง คารบอนเกิดจากการสลายตัวของสิ่งมีชีวิต และเมื่อทุบดูผิวสดจะไดกล่ินของพวกคารบอน หรือหากมีพวกไพไรตจะไดกล่ินของพวกซัลไฟด เปนตน

Page 42: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

112 ธรณีวิทยาภาคสนาม

หินโดโลไมต (Dolomite) เปนหินที่ประกอบดวย แรโดโลไมต เปนสวนใหญ โดโลไมตเกิดจากผลของการแทนที่ของ แมกนีเซียม ในพวกแรแคลไซต ซ่ึงการแทนที่ของ Mg เกิดในชวงที่มีการตกผลึกอยางชาๆ หรือบางกรณีเกิดหลังจากตกผลึกไดแรแคลไซตที่แข็งตัวไปแลวก็ได เชื่อวาโดโลไมตไมไดตกผลึกเองเปนการแทรกแทน Ca ในแรแคลไซต หินตะกอนที่มีเม็ดขนาดเล็ก (fine-grained siliceous rock) ประกอบดวยพวกซิลิกาขนาดเม็ดละเอียด ซ่ึงจะไดเปน เชิรต สวน กอนทรงมนของเชิรต (chert nodules) พบอยูในเนื้อหินปูนและโดโลไมต ถามีสีดํา เรียกวา ฟลินต (flint) หรือช่ือภาษาไทยวา หินเหล็กไฟ และ เชิรต อาจเกิดเปนชั้นๆ สวนใหญพบเปนชั้นเล็กๆ (thin bed) และพบรวมกับพวกการตกสะสมของตะกอนภูเขาไฟ เมื่อดูเม็ดตะกอนของหิน เชิรต พบ spines or lacelike shells ของพวกซิลิกา จากพวก สัตวขนาดเล็กมาก (microscopic animals) และพืช แตบางกรณีก็ไมพบพวกของสิ่งมีชีวิต แตเปนพวกเปลือกหอยที่ไมถูกละลาย ตกสะสมและมีสารเชื่อมประสาน ไดเปนหินไดอะตอมไมต (diatomite) มีลักษณะเบาและมีรูพรุนมาก

เชิรต (Chert) ไมจําเปนตองเกิดจากสารอินทรีย อาจเกิดจากสารอนินทรียก็ได เชน จากพวกน้ําพุรอน (hot spring) ที่มีการละลายของซิลิกาและมาตกสะสม และบางครั้งจะพบพวกซากพืชซากสัตวถูกซิลิกาเขาไปแทนที่ เชน กรณีของไมกลายเปนหิน เปนตน พีทและถาน (Peat and coal) พบไดไมมากนักเหมือนกับหินที่กลาวมาขางตน พีทเปนการสะสมของพวกซากพืชที่ไมสลายตัวเกิดในบริเวณบึง ทะเลสาบ ที่มีอัตราการสลายตัวนอยกวาอัตราการตกสะสมทําใหเหลือซากพืชสะสมเปนชั้น หากมีการอัดแนนของซากพืชอันเนื่องมาจากมีการตกสะสมของตะกอนของซากพืชทับถมเพิ่มมากขึ้น สวนที่จมลงจะถูกกดและกลายเปนถาน ซ่ึงมีลําดับการแปรตั้งแต ลิกไนต (lignite) บิทูมินัส (bituminous) และ แอนทราไซต (anthracite) หินเกลือระเหยและการตกตะกอนของแรเกลือหิน (Evaporites and salt deposits) พวกสาร หินเกลือระเหย (evaporite) จะมีแรตางๆ กัน ทั้งองคประกอบและเนื้อผลึกเกิดจากการตกสะสมในบริเวณ บึง ทะเลสาบ หรือที่มีน้ําขังและเปนน้ํานิ่ง เชน กรณีของน้ําทะเลเมื่อปลอยในการตกผลึก จะไดพวกเกลือหินตกผลึกออกมา ในธรรมชาติพบการตกผลึกของ แคลเซียม ซัลเฟต ซ่ึงอยูในรูปของ ยิปซัม (CaSO4•2H2O) หรือแอนไฮโดรต (CaSO4) พบมากกวาการตกผลึกของ NaCl ซ่ึงยิปซัมตกตะกอนกอนเกลือหิน

เกลือหิน ยิปซัมและแอนไฮไดรต ที่ตกสะสมในอดีต พบที่รัฐยูทาห เท็กซัส นิวเม็กซิโก แคนาดา เยอรมัน อิหราน อินเดีย มีเพียงสวนนอยที่พบการตกผลึกของพวกเกลือระเหยจากน้ําทะเลที่ให

Page 43: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 113

พวก เกลือโพแทสเซียม และแรที่มีคาตัวอ่ืนๆ นอกจาก โพแทช เชน บอแรกซ (Borax) ไนเตรท โซเดียม ซัลเฟต เชน ที่แองโคราชและแองสกลนครของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พบวามีความสมบูรณของแรโพแทชสูง 3.2.2.2 ลักษณะของหินอัคนีที่พบทั่วไป หินเถาภูเขาไฟ (Volcanic tuff) เปนหินที่มีเม็ดละเอียด ของพวกไพโรคลาสติก (pyroclastic) มีเศษหินขนาด 4 มิลลิเมตร สวนใหญจะเปนพวกหินภูเขาไฟเนื้อแกว เศษของหินทองที่อาจปรากฏดวย เถาภูเขาไฟพนออกไประยะไกล หลายรอยกิโลเมตรขึ้นอยูกับความรุนแรงของการปะทุ หากไหลออกจากปากปลองเรียกวา การไหลของพวกไพโรคลาสติก (pyroclastic flow) หรือ โกลวิ่ง อวาลันช (glowing avalanche) เศษของหินที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟ จะถูกเชื่อมประสานเหมือนกับหินตะกอน เรียกวา หินเถาภูเขาไฟหรือทัฟฟ (tuff) หินกรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ (Volcanic breccia) ประกอบดวยเศษหินมีขนาดเสนผาศูนยกลางมากกวา 4 มิลลิเมตร โดยทั่วไปเศษของลาวาพบมากกวาหินเถาภูเขาไฟ และพวกเศษเนื้อแกว หรือพัมมิสพบนอยมาก บางทีแทบจะไมมีเลย จะพบพวกสกอเรีย (scoria) ปะปนอยูมาก ซ่ึงอาจมีลักษณะเปนกอนเหลี่ยม หรือรูปรางเปนเปนรูปรีหรือแทงยาวคลายหยดน้ํา ที่เกิดจากลาวาพนสูอากาศในขณะที่ยังเหลวแลวตกลงมาสูพื้นดิน การแข็งตัวเกิดในอากาศในชวงที่ดิ่งลงสูพื้นจึงทําใหไดรูปหยดน้ํา พวกหินกรวดเหลี่ยมภูเขาไฟ มีการเกิดคลายกับพวกหินเถาภูเขาไฟ หรือเกิดจากผลของการไหลของเศษโคลนหรือเถาภูเขาไฟที่มีขนาดเม็ดละเอียด (volcanic mudflow) เมื่อมีฝนตกหนักเกิดการพังทลายของบริเวณรอบๆ ปากปลองภูเขาไฟที่มีความลาดชันสูง ทําใหพวกเศษของหินไพโรคลาสติก (pyroclastic debris) ไหลตกลงมาทับกันอยูเชิงเขา พบเปนพวกเม็ดเหล่ียม ออปซิเดียบ (Obsidian) เปนพวกเนื้อแกว เกิดจากหินหนืดของหินไรโอไลต เดไซต หรือ แอนดีไซต เนื้อหินมีการแตกแบบกนหอย และมีความวาวแบบแกว หินออปซิเดียบสวนใหญมีสีดํา เพราะมีเม็ดแรพวกแมกนีไทต และพวกเฟอรโรแมกนีเซียม แตอาจมีสีแดงหรือน้ําตาลที่เกิดจากการออกซิเดชันของเหล็ก ถาดูจากเศษเล็กๆ ของหินออปซิเดียบพบวาไมมีสี หิน ออปซิเดียบเกิดจากผลของการไหลของลาวาและเย็นตัวอยางเร็ว และอาจเกิดในบริเวณที่เปนขอบของหินอัคนีแทรกซอน หากเกิดรวมกับหินอัคนีแทรกซอน ไดลักษณะเนื้อหินมีความวาวแบบทึบ (dull) เรียกหินนี้วา พิทสโตน (pitchstone)

Page 44: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

114 ธรณีวิทยาภาคสนาม

พัมมิส (Pumice) จะมีสีเทาหรือขาว มีฟองอากาศ มีเศษหิน ของพวกเถาภูเขาไฟ และหินกรวดเหล่ียมภูเขาไฟ (tuff and volcanic breccia) ไรโอไลต (Rhyolite) มีเนื้อแบบมองไมเห็นเม็ดขนาด (aphanitic texture) และมี แรดอก (phenocryst) ของ ควอตซ และ โพแทสเซียม เฟลดสปาร กระจายอยูทั่วไป มีสีขาว หรือเหลืองออน น้ําตาล หรือแดง และอาจพบลักษณะของชั้นการไหล (flow band) แตมีความหนาไมแนนอน (irregular) เพราะเปนการไหลที่เกิดจากหินหนืดที่มีการแข็งตัวไปพรอมๆ กับการไหล เดไซต (Dacite) เหมือนหินไรโอไลต แตจะพบพวกแพลจิโอเคลสเดน แทนที่จะเปน โพแทสเซียม เฟลดสปาร ซ่ึงทั้งไรโอไรต และเดไซต อาจพบแนวการไหลของลาวาและการแทรกซอนขนาดเล็กๆ แอนดีไซต (Andesite) เปนพวกไมเห็นเม็ดขนาด (aphanitic rock) หากมีพวกเนื้อดอก (porphyritic texture) จะคลายกับหินเดไซต แตจะไมมีควอตซ มีพวกแพลจิโอเคลส เฟลดสปาร เปน แรดอก (phenocryst) และอาจมีแรไพรอกซีน แอมฟโบล และไบโอไทต ปรากฏอยูดวย ซ่ึงแอนดีไซตจะมีช้ันการไหล ความหนาไมแนนอน มีสีตั้งแตขาวถึงดํา แตสวนใหญจะมีสีเทาดําหรือเทาเขียว บะซอลต (Basalt) เปนหินสีดํา-หรือเทาดํา เนื้อแบบไมมีเม็ดขนาด (aphanitic texture) สวนใหญ ไมมีลักษณะของเนื้อดอก (porphyritic texture) แตถาพบจะพบนอยมาก ซ่ึงพบเปนพวกแรดอก (phenocryst) ของแพลจิโอเคลส และโอลิวีน หินบะซอลตเปนหินที่พบมากที่สุดในกลุมพวกหินภูเขาไฟ ซ่ึงหินบะซอลตไหลคลุมเปนบริเวณกวาง และอาจพบบะซอลตที่มีลักษณะของหินอัคนีแบบแทรกซอนเล็กๆ ดวย แกรนิต (Granite) เปนหินที่มีผลึกใหญ (granular texture) มีพวกแรเฟลดสปารและควอตซมาก มีสีจาง มีแรไบโอไทต และฮอรนเบลนดปะปนพบอยูในเนื้อหินดวย หินที่เรียกวา แกรนิต ตองมีควอตซ และ โพแทสเซียม เฟลดสปาร เปนหลัก แตถาหากมี แพลจิโอเคลส มาก เรียกวา แกรโนไดออไรต (granodiorite) หินแกรนิตและแกรโนไดออไรต พบมากในเปลือกโลก โดยพบอยูในแกน (core) ของเทือกเขา เมื่อเทือกเขาถูกกัดเซาะผุพังจะเห็นหินฐานเปนหินแกรนิตหรือแกรโนไดออไรต ไดออไรต (Diorite) เปนหินที่มีผลึกของพวกแพลจิโอเคลส และมีพวกเฟอรโรแมกนีเซียม เชนพวกฮอรนเบลนด ไบโอไทต และ ไพรอกซีน พบนอยกวาหินพวกแกรนิต แกบโบร (Gabbro) เปนหินที่มีผลึกของพวกแพลจิโอเคลส ไพรอกซีน และมีพวก เฟอรโรแมกนีเซียม ลดลง สวนใหญแรที่เปนพวกเฟอรโรแมกนีเซียม คือ แรโอลิวีน แกบโบร พบไดทั้งแบบพนัง (dike) หรือพนังแทรกชั้น (sill) และพบทั้งในบริเวณกวางและแคบ แตกตางจากหินแกรนิตที่พบ

Page 45: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 115

สวนใหญจะเปนบริเวณกวาง หากแกบโบรเกิดบริเวณแคบแสดงวามวลของหินหนืดมีไมมาก จะไดผลึกขนาดเล็ก ซ่ึงหากผลึกเล็ก (อยูระหวางผลึกของบะซอลตกับผลึกปกติของแกบโบร) เรียกวา โดลีไรต (dolerite) หรือบางทีก็เรียกวา ไดอะเบส (diabase) เพริโดไทต (Peridotite) ไพรอกซีไนต (Pyroxenite) และ เซอรเพนทิไนต (Serpentinite) เปนหินที่มีเนื้อผลึกขนาดใหญ มีแรพวกเฟอรโรแมกนีเซียมเปนสวนใหญหรือทั้งหมด ไมมีพวก เฟลดสปาร ซ่ึงเพริโดไทต เปนหินที่มีแรโอลิวีนมาก ถามีเฉพาะแรไพรอกซีนเรียกวา ไพรอกซีไนต แรโอลิวีนเปนแรที่ไมเสถียร จะเปลี่ยนโดยมีสวนผสมของพวกน้ํา ซ่ึงการเปลี่ยนอาจเกิดในแรไพรอกซีน ไดงายเชนกัน เมื่อเปลี่ยนจะไดแรใหม คือ เซอรเพนทีน ถาเปนหินเรียกวา เซอรเพนทิไนต ดังนั้นการเปลี่ยนของหินพวกเพริโดไทต เรียกวา เซอรเพนทิไนต ซ่ึงเปนหินที่เกิดหลังจากการตกผลึกของหินหนืด บางครั้ง เซอรเพนทีนจะจัดเปนหินแปรแตที่จัดเปนหินอัคนี เพราะพบเกิดในชวงสุดทายของการเกิดหินอัคนี โดยการกระทําของพวกแกสรอน ใหเกิดการแปรเปลี่ยน (alteration) ของแร พบหินเซอรเพนทิไนต ในลักษณะของพนังแทรกชั้น (sill) พนัง (dike) และ การแทรกซอนขนาดเล็ก (intrusive with small mass) 3.2.2.3 ลักษณะของหินแปรที่พบทั่วไป ฮอรนเฟลส (Hornfels) หินที่มีลักษณะแข็งมาก เนื้อละเอียดเมื่อแตกจะมีเหล่ียมคม อาจมีโครงสรางเดิมปรากฏใหเห็น เชน ช้ันหิน ร้ิวขนาดเล็ก แตเมื่อทุบพบวาหินจะไมแตกตามแนวชั้นหินเดิม แรองคประกอบอาจมีไดหลายชนิด ซ่ึงตองดูดวยกลองจุลทรรศน ฮอรนเฟลสเกิดจากการตกผลึกบางสวนหรือทั้งหมดของหินเนื้อละเอียด เชน หินดินดาน หินเถาภูเขาไฟ หินชนวน หินชีสต (หมายเหตุ ช่ือหินฮอรนเฟลสในภาษาอังกฤษถาเปน plural เขียนวา hornfelses) ควอรตไซต (Quartzite) หินที่มีลักษณะแข็ง มีเนื้อแบบเม็ดทราย (sugary texture) มีแร ควอตซเปนสวนใหญ หินนี้แตกตางจากหินทราย เมื่อเวลาแตกหินจะแตกตัดเม็ดผลึก แตหินทรายจะแตกระหวางเม็ดตะกอนที่ถูกเชื่อมประสานกัน สีของหินมีไดตั้งแต ขาว น้ําตาล ชมพู แดง ดํา แตสวนใหญมีสีจาง หินควอรตไซตเกิดจากการแปรสภาพของหินทรายที่มีควอตซมาก หินทรายที่มีซิลิกาเปนตัวประสาน แยกออกจากควอตไซดไดยาก เพราะมีการแตกตัดเขาไปในเม็ดตะกอน ตองใชการพิจารณาจากกลองจุลทรรศน ในสนามดูจากหินที่อยูขางเคียง หากพบอยูติดกับหินแปรก็จะเปนควอตไซด แตถาเปนติดกับหินตะกอนจะเปนหินทราย

Page 46: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

116 ธรณีวิทยาภาคสนาม

หินออน (Marble) มีทั้งผลึกหยาบถึงละเอียด ประกอบดวยแรแคลไซตหรือโดโลไมต หรือทั้งสองอยาง หินออนเกิดจากการแปรของหินปูนหรือหินโดโลไมต ซ่ึงถาเปนหินโดโลไมตจะเห็นแรพวกไพรอกซีน แอมฟโบล และเซอรเพนทีน แท็กไทต (Tactite) เปนหินที่มีผลึก แตลักษณะของผลึก เนื้อหิน และแรองคประกอบจะเปลี่ยนแปลงไมมีจํานวนและขนาดแนนอน หินแท็กไทตจะมีแรพวกแอมฟโบล ไพรอกซีน การเนต และ เอพิโดต และพบวาเปนหินที่มีสินแรอยูดวย เชน เหล็ก ทองแดง ทังสะเตน เปนตน แอมฟโบไลต (Amphibolite) เปนหินที่มีผลึก ประกอบดวยแรแพลจิโอเคลส และ แอมฟโบล พบพวกการเนต ควอตซ และเอพิโดต แตพบในปริมาณที่นอย หินนี้ถูกแแปรสภาพมาจากหินบะซอลต แกบโบร ที่มีแรองคประกอบคลายคลึงกัน บางกรณีเกิดจากการแปรสภาพของหินโดโลไมตสกปรก แกรนูไลต (Granulite) เปนหินที่มีผลึก ขนาดกลางถึงขนาดใหญ มีแรองคประกอบสวนใหญเปนพวก เฟลดสปาร ไพรอกซีน และการเนต แตก็มีแรควอตซ ไคยาไนต และ สตอโรไลต อยูดวย แตจํานวนไมมากนัก พบลักษณะของแนวเสน (streak) หรือ ร้ิวขนานแตไมคอยชัดเจน หินนี้เกิดจากหินเดิมที่เปนพวกหินดินดาน หินเกรยแวก และหินอัคนี หินชนวน และฟลไลต (Slate and phyllite) เปนหินที่มีผลึกละเอียดที่มีร้ิวขนาน พบแนวแตกตามริ้วขนาน ผลึกแรมีขนาดเล็กตองดูดวยกลองจุลทรรศน หินชนวนพบผิวเรียบเมื่อสองกับแสงอาทิตยจะไมเลนแสงเทากับหินฟลไลต ซ่ึงหินฟลไลตมีผลึกใหญกวา เห็นไมกาชัดเจนกวา หินชนวนและหินฟลไลต พบคอนขางมาก และสวนใหญเกิดจากการแปรของหินดินดาน แตก็มีบางสวนที่แปรมาจากหินเถาภูเขาไฟ และพวกหินเม็ดละเอียดประเภทอื่นๆ คลอริติก ชีสต (Chloritic schist) หรือกรีนชีสต (Greenschist) เปนพวกหินผลึกละเอียด ประกอบดวย คลอไรต แพลจิโอเคลส และ เอพิโดต แรองคประกอบสวนใหญมีผลึกเล็ก ยกเวน คลอไรต ที่สามารถแยกดวยตาเปลาได หินนี้มีลักษณะออน ทุบใหเปนผงไดงาย หากเปนหินที่เกิดจากการแปรสภาพของพวกหินภูเขาไฟ จะพบลักษณะของพวกแรดอก (phenocryst) และ สกอเรีย (scoria) หลงเหลือใหเห็น คลอริติก ชีสต พบคอนขางมากและบางทีก็เรียกวากรีนชีสต (greenschist) ถาหากไมมีแนวของริ้วขนานชัดเจนก็จะเรียกวา กรีนสโตน (greenstone) หินนี้เกิดจากการแปรของหินบะซอลต แอนดีไซต และหินเถาภูเขาไฟ บางชนิดจะแปรสภาพจาก หินดินดานกึ่งโดโลไมต (dolomitic shale) หินแกบโบร หรือหินพวก เฟอรโรแมกนีเซียม

Page 47: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 117

ไมกา ชีสต (Mica schist) แรองคประกอบสวนใหญเปนพวกไมกา ควอตซ และไบโอไทต เกิดจากการแปรของพวกหินดินดาน หินเถาภูเขาไฟ อารโคส และ ไรโอไลต มีการแปรที่มีเกรดสูงกวาหินชนวน แอมฟโบล ชีสต (Amphibole schist) เปนหินแปรที่มีแรแอมฟโบล และแพลจิโอเคลส เปนสวนใหญ จะมีแรการเนต ควอตซ หรือไบโอไทต บาง เกิดจากการแปรของหินบะซอลต แกบโบร และ คลอไรต ชีทต ไนส (Gneiss) เปนหินที่มีผลึกใหญที่แสดงริ้วขนานมีแรองคประกอบของพวกเฟลดสปาร เปนสวนใหญและมีพวกควอตซ แอมฟโบล การเนต และไมกา เกิดจากการแปรของหินแกรนิต แกรโนไดออไรต หินดินดาน หินชนวน หินชีสต หินไรโอไลต มิกมาไทต (Migmatite) เปนหินที่มีสวนผสมของหินอัคนีและหินแปร พบเปนสายตัดแทรกเขามาในหินพบใกลกับหินแกรนิตที่มีขนาดกวาง แรองคประกอบสวนใหญเปนพวกเฟลดสปารและควอตซ มีพวกไบโอไทต และแอมฟโบล ประกอบดวยเล็กนอย 3.3 บทสรุป นักธรณีวิทยาตองมีพื้นฐานที่ดีเกี่ยวกับแรและหิน การทําความเขาใจแรและหิน ควรเริ่มตั้งแตกําเนิดหรือที่มาของแร ซ่ึงแรเกิดจากธาตุและธาตุเกิดจากการจับตัวของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน การเกิดของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนเกิดมาพรอมๆ กับการเกิดโลก ทฤษฎีการเกิดโลกในปจจุบันที่เปนที่ยอมรับคือทฤษฎีบิกแบง เปนการอธิบายการไดมาซึ่งโลกที่เราอาศัยอยูที่ประกอบดวยธาตุตางๆ จากธาตุจับตัวเปนแร จากแรมาเปนองคประกอบของหิน การที่จะบงบอกชื่อแรได จะตองทราบลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของแร ในสนามเราสามารถบงบอกแรบางตัวไดโดยอาศัยคุณสมบัติทางกายภาพของแร เชน ความแข็ง แนวแตกเรียบ สี ความวาว เปนตน คุณสมบัติของแรสัมพันธโดยตรงกับหิน เพราะหินมีสวนประกอบของแร นักธรณีวิทยาแบงหินตามกําเนิดออกเปนสามชนิด คือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร การที่จะบงบอกชื่อหินไดตองทราบลักษณะองคประกอบและหลักการพิจารณาแรและหินดังสรุปรวมไวในกรอบที่ 1-4

Page 48: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

118 ธรณีวิทยาภาคสนาม

คําถามชวนคิด (Questions for thought) คําถามบางขออาจจะไมมีคําตอบที่ตายตัว ท้ังนี้เพื่อตองการใหฝกคิด วิเคราะห และหาเหตุผลโตแยง (1) แรมีความสําคัญตอมนุษยอยางไรบาง อธิบายพรอมยกตัวอยางความสําคัญโดยตรง (direct) และ

ความสําคัญโดยออม (indirect) (2) หากการกระจาย (expand) ของเอกภพ (universe) เกิดขึ้นตลอดเวลาและสภาพอุณหภูมิของโลกควร

ตองลดลงตามลําดับ แตหลักฐานทางธรณีประวัติบงบอกวาสภาพภูมิอากาศ (climate) ของโลกมียุคกรีนเฮาส ( green house) และ ยุคน้ําแข็ง (ice Age) สลับกันมา ทําไมจึงเปนเชนนี้

(3) ปจจุบัน (พ.ศ. 2551) แรมีกวา 4,500 ชนิด แตทําไม ~94% จึงมีเพียง 8 ชนิดเทานั้น ใหเหตุผลประกอบ

(4) จงทํานายอัตราการเพิ่มของแรใหมในอนาคต พรอมใหเหตุผลประกอบการทํานายนั้น (5) ในธรรมชาติไมมีผลึกสมบูรณ (perfect crystal) ของแร คํากลาวนี้ถูกตองหรือไม เพราะเหตุใด (6) ตารางธาตุมีความสําคัญตอการศึกษาแรอยางไร (7) อะไรเปนตัวควบคุมคุณสมบัติของแร ที่สําคัญที่สุด (8) อิเล็กตรอนเกี่ยวกับการเกิดโลกอยางไร (9) อธิบายการเกิดโลกคราวๆ (10) ยกตัวอยางสารคลายแรมา 10 ชนิด พรอมอธิบายวาแตละชนิดขาดคุณสมบัติแรขอใด (11) จงใชขอมูลในตารางที่ 3.1 และ 3.3 ทํานายหินในเปลือกโลก (crust) วาหินชนิดใดพบมากที่สุด

และเปนหินที่มีช่ือวาอะไร ทําไมจึงเปนเชนนั้น ใหเรียงลําดับมา 3 ชนิด (12) แรประกอบหินของหินอัคนี หินแปร และหินตะกอน หินใดมีแรตางชนิดกันมากที่สุด (13) ใหยกตัวอยางของหินแปรที่นาจะมีแรประกอบมากที่สุดเทาที่จะหาได พรอมบงบอกวาเปนแรอะไร

ไดบาง (อยาลืมวาสภาวะของการเกิดแรแตละชนิดไมเหมือนกัน ควรคนควา และคํานึงถึงกระบวนทางเคมีของการเกิดแรกอนที่จะตอบคําถามนี้)

(14) ใหยกตัวอยางของหินอัคนีปะทุ และอัคนีแทรกซอนที่มีแรประกอบอยูมากที่สุดเทาที่จะมากได พรอมบงบอกวามีแรอะไรไดบาง

(15) แรที่พบสวนใหญมีการจับตัวกันดวยพันธะ (bonding) ใดมากที่สุด เพราะอะไร และพันธะใดที่ทําใหแรแข็งมากที่สุดและออนมากที่สุด

Page 49: @@ Home - KKU Web Hosting72 ธรณ ว ทยาภาคสนาม (3) ต องเก ดเองตามธรรมชาต (4) ต องเป นของแข ง

หลักการพิจารณาบงบอกชื่อแรและหินในสนาม 119

(16) หินชนิดใดของหินตะกอน หินแปร และหินอัคนี ที่พบมากที่สุดในเปลือกโลกใหเรียงลําดับมาอยางละสามชื่อ (ใชขอมูลจากตารางๆ ในบทนี้ คํานวณ พรอมทั้งใหเหตุผลประกอบ )

(17) ใหเลือกตั้งชื่อแรใดๆ ที่ยังไมมีช่ือในภาษาไทยมา 10 ช่ือ และบอกเหตุผลวาทําไมจึงมีช่ือนั้นๆ

เอกสารที่ควรศึกษาเพิ่มเติม (Further readings) Carlson, D. H., Plummer, C. C., and McGeary, D. 2008. Physical Geology: Earth revealed. 7th ed.

New York: McGraw Hill. Monroe, R. and Wicander, R., Hazlett, R. 2007. Physical geology: exploring the Earth. 6th ed.

Belmont: Thomson Brooks/Cole. Nesse, W. D. 2000. Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. Perkins, D., 2002. Mineralogy. 2nd ed. New Jersey: Prentice Hall. Plummer, C. C., and McGeary, D., Carlson, D. H. 2007. Physical geology. 11th ed. Boston: McGraw-

Hill. Thompson, G. R., and Turk, J. 1993. Earth science and the environment. New York: Saunders

College Publishing.