หิน คือ มวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ
เนื่องจากองค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์
(SiO2) ดังนั้นเปลือก
โลก ส่วนใหญ่มักเป็นแร่ตระกูลซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกใน
อดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์
น้ำฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้น
ดินและมหาสมุทร
สิ่งมีชีวิตอาศัยคาร์บอนสร้างธาตุอาหารและร่างกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้าง
เปลือก
เมื่อตายลงทับถมกันเป็นตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแร่ต่างๆ
ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 แร่ประกอบหิน
ตระกูลซิลิเกต |
|
เฟลด์สปาร์
(Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ที่มีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลก
ซึ่งเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนุดในเปลือกโลก เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกต
รูปผลึกหลายชนิด เมื่อเฟลด์สปาร์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคดินเหนียว
(Clay minerals |
|
ควอรตซ์
(SiO2) เป็นซิลิกาไดออกไซด์บริสุทธิ์ มีรูปผลึกทรงหกเหลี่ยมยอดแหลม
มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป แต่หาได้ยากในเปลือกมหาสมุทรและแมนเทิล
เมื่อควอรตซ์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอรตซ์มีความแข็งแรงมาก
ขูดแก้วเป็นรอย |
|
ไมก้า
(Mica) เป็นกลุ่มแร่ซึ่งมีรูปผลึกเป็นแผ่นบาง มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์
มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป ไมก้ามีโครงสร้างเช่นเดียวกับ แร่ดินเหนียว
(Clay minerals) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน |
|
แอมฟิโบล
(Amphibole group) มีลักษณะคล้ายเฟลด์สปาร์แต่มีสีเข้ม
มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ ที่มีแมกนีเซียม
เหล็ก หรือ แคลเซียม เจือปนอยู่ มีอยู่แต่ในเปลือกทวีป ตัวอย่างของกลุ่มแอมฟิโบลที่พบเห็นทั่วไปคือ
แร่ฮอร์นเบลนด์ ซึ่งอยู่ในหินแกรนิต |
|
ไพร็อกซีน
(Pyroxene group) มีสีเข้ม มีองค์ประกอบที่เป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกตอยู่มาก
มีลักษณะคล้ายแอมฟิโบล มีอยู่แต่ในเปลือกมหาสมุทร |
|
โอลิวีน
(Olivine) มีองค์ประกอบหลักเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกต
มีอยู่น้อยมากบนเปลือกโลก กำเนิดจากแมนเทิลใต้เปลือกโลก |
ตระกูลคาร์บอเนต |
|
แคลไซต์
(Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นองค์ประกอบหลักของหินปูนและหินอ่อน
โดโลไมต์ (Dolomite) ซึ่งเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหนึ่งที่มีแมงกานีสผสมอยู่
CaMg(CO3) 2 แร่คาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเป็นฟองฟู่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา |
วัฏจักรหิน (Rock cycle)
นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น
3 ประเภท ตามลักษณะการเกิดคือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร เมื่อหินหนืดร้อนภายในโลก
(Magma) และ หินหนืดร้อนบนพื้นผิวโลก (Lava) เย็นตัวลงกลายเป็น หินอัคนี ลมฟ้าอากาศ น้ำ และแสงแดด
ทำให้หินผุพังสึกกร่อนเป็นตะกอน ทับถมกันเป็นเวลานานหลายล้านปี
แรงดันและปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดการรวมตัวเป็น หินตะกอน หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หินชั้น การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกและความร้อนจากแมนเทิลข้างล่าง ทำให้เกิดการแปรสภาพเป็น หินแปร กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นวงรอบเรียกว่า วัฏจักรหิน (Rock cycle) อย่างไรก็ตามกระบวนการไม่จำเป็นต้องเรียงลำดับ หินอัคนี
หินชั้น และหินแปร การเปลี่ยนแปลงประเภทหินอาจเกิดขึ้นย้อนกลับไปมาได้
ขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อม ตามที่แสดงในภาพที่ 1
ภาพที่ 1 วัฏจักรหิน
หินอัคนี
(Igneous rocks)
หินอัคนี
เป็นหินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด (Magma) จากชั้นแมนเทิลที่โผล่ขึ้นมา
เราแบ่งหินอัคนีตามแหล่งที่มาออกเป็น 2 ประเภท คือ
หินอัคนีแทรกซอน
(Intrusive igneous rocks) เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ
ทำให้ผลึกแร่มีขนาดใหญ่ และเนื้อหยาบ เช่น หินแกรนิต หินไดออไรต์
และหินแกบโบร
ภาพที่ 2 แหล่งกำเนิดหินอัคนี
หินอัคนีพุ (Extrusive ingneous rocks) บางทีเรียกว่า หินภูเขาไฟ เป็นหินหนืดที่เกิดจากลาวาบนพื้นผิวโลกเย็นตัวอย่างรวดเร็ว
ทำให้ผลึกมีขนาดเล็ก และเนื้อละเอียด เช่น หินบะซอลต์ หินไรออไรต์
และหินแอนดีไซต์
นอกจากนั้นนักธรณีวิทยายังจำแนกหินอัคนี
โดยใช้องค์ประกอบของแร่ เป็น หินชนิดกรด หินชนิดปลางกลาง หินชนิดด่าง
และหินอัลตราเมฟิก โดยใช้ปริมาณของซิลิกา (SiO2) เป็นเกณฑ์จากมากไปหาน้อยตามลำดับ
(รายละเอียดในตารางที่ 2) จะเห็นได้ว่า หินที่มีองค์ประกอบเป็นควอรตซ์และเฟลด์สปาร์มากจะมีสีอ่อน
ส่วนหินที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและแมกนีเซียมมากจะมีสีเข้ม
ตารางที่
2 ตัวอย่างหินอัคนี
อัคนีแทรกซอน
เย็นตัวช้าผลึกใหญ่ |
หินแกรนิต |
หินไดออไรต์ |
หินแกรโบร |
หินเพริโดไทต์ |
|
|
|
|
อัคนีพุ
ุเย็นตัวเร็วผลึกเล็ก |
หินไรโอไลต์ |
หินแอนดีไซต์ |
หินบะซอลต์ |
- |
|
|
|
ชนิดของหิน |
หินชนิดกรด(Felsic) |
หินชนิดปานกลาง(Intermediate) |
หินชนิดด่าง(Mafic) |
อัลตราเมฟิก(Ultramafic) |
องค์ประกอบ |
ซิลิกา
72%อะลูมิเนียมออกไซด์ 14%เหล็กออกไซด์ 3%แมกนีเซียมออกไซด์
1%อื่นๆ 10%์ |
ซิลิกา 59%อะลูมิเนียมออกไซด์ 17%เหล็กออกไซด8%แมกนีเซียมออกไซด์
3%อื่นๆ 13% |
ซิลิกา
50%อะลูมิเนียมออกไซด์ 16%เหล็กออกไซด์ 11%แมกนีเซียมออกไซด์
7%อื่นๆ 16% |
ซิลิกา
45%อะลูมิเนียมออกไซด์ 4%เหล็กออกไซด์ 12%แมกนีเซียมออกไซด์
31%อื่นๆ 8% |
แร่หลัก |
ควอรตซ์
เฟลด์สปาร์ |
เฟลด์สปาร์
แอมฟิโบล |
เฟลด์สปาร์
ไพร็อกซีน |
ไพร็อกซีน
โอลิวีน |
แร่รอง |
ไมก้า
และ แอมฟิโบล |
ไพร็อกซีน |
โอลิวีน |
เฟลด์สปาร์ |
สีที่พบเห็นโดยทั่วไป |
สีอ่อน |
เทา
หรือ เขียว |
เทาแก่ |
เขียวเข้ม
หรือดำ |
หินอัคนีที่สำคัญ
หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอัคนีแทรกซอนที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ
จึงมีเนื้อหยาบซึ่งประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอรตซ์สีเทาใส
แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์นเบลนด์ หินแกรนิตแข็งแรงมาก
ชาวบ้านใช้ทำครก เช่น ครกอ่างศิลา ภูเขาหินแกรนิตมักเตี้ยและมียอดมน
เนื่องจากเปลือกโลกซึ่งเคยอยู่ชั้นบนสึกกร่อนผุพัง เผยให้เห็นแหล่งหินแกรนิตซึ่งอยู่เบื้องล่าง
ภาพที่ 3 ผลึกแร่ในหินแกรนิต (ควอรตซ์ -
เทาใส, เฟลด์สปาร์ ขาว, ฮอร์นเบลนด์ ดำ)
หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด
เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้มเนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่
อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาใต้เปลือกโลก
หินบะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหล่งกำเนิดของอัญมณี (พลอยชนิดต่างๆ)
เนื่องจากแมกมาดันผลึกแร่ซึ่งอยู่ลึกใต้เปลือกโลก ให้โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นผิว
หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวา
มีเนื้อละเอียดซึ่งประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต
แต่ทว่าผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ ส่วนมากมีสีชมพู และสีเหลือง
หินแอนดีไซต์ (Andesite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวาในลักษณะเดียวกับหินไรโอไรต์
แต่มีองค์ประกอบของแมกนีเซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม
หินพัมมิซ (Pumice) เป็นหินแก้วภูเขาไฟชนิดหนึ่งซึ่งมีฟองก๊าซเล็กๆ
อยู่ในเนื้อมากมายจนโพรกคล้ายฟองน้ำ มีส่วนประกอบเหมือนหินไรโอไลต์
มีน้ำหนักเบา ลอยน้ำได้ ชาวบ้านเรียกว่า หินส้ม ใช้ขัดถูภาชนะทำให้มีผิววาว
หินออบซิเดียน (Obsedian) เป็นหินแก้วภูเขาไฟซึ่งเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก
เหมือนเนื้อแก้วสีดำ หินออบซิเดียน
ภาพที่ 4 หินพัมมิซ และหินออบซิเดียน
หินตะกอน
(Sedimentary rocks)
แม้ว่าหินจะเป็นของแข็ง
แต่มันก็มิสามารถดำรงอยู่ได้อย่างถาวร หินเมื่อถูกแสงแดด ลมฟ้าอากาศ
และน้ำ หรือ ถูกกระแทก ก็แตกเป็นก้อนเล็กๆ หรือผุกร่อน เสื่อมสภาพลง
เศษหินที่ผุพังทั้งอนุภาคใหญ่และเล็กถูกพัดพาไปสะสมอัดตัวกัน เป็นชั้นๆ
เกิดความกดดันและปฏิกิริยาเคมีจนกลับกลายเป็นหินอีกครั้ง หินที่เกิดใหม่นี้เราเรียกว่า
หินตะกอน หรือ หินชั้น ปัจจัยที่ทำให้เกิดหินตะกอนหรือหินชั้น
มีดังต่อไปนี้
การผุพัง (Weathering) คือ การที่หินผุพังทำลายลง
(อยู่กับที่) ด้วยกรรมวิธีต่างๆ
จากลมฟ้าอากาศ สารละลาย และรวมทั้งการกระทำของต้นไม้ แบคทีเรีย
ตลอดจนการแตกตัวทางกลศาสตร์ มีการเพิ่มอุณหภูมิและลดอุณหภูมิสลับกันเป็นต้น
ภาพที่ 5 แสดงให้เห็นถึงการผุพังของหินชั้นบน ประกอบกับการดันตัวจากใต้เปลือกโลก
ทำให้เกิดภูเขาหินแกรนิต
ภาพที่ 5 ภูเขาหินแกรนิตซึ่งกำลังผุพังจากสภาพลมฟ้าอากาศ
ตารางที่ 3 ตัวอย่างกระบวนการผุพังทางเคมี (Chemical Weathering)
การกร่อน (Erosion) หมายถึง กระบวนการที่ทำให้สารเปลือกโลกหลุด
ละลายไป หรือกร่อนไป (โดยมีการเคลื่อนที่กระจัดกระจายไปจากที่เดิม)
โดยมีต้นเหตุคือตัวการธรรมชาติ ซึ่งได้แก่ ลมฟ้าอากาศ กระแสน้ำ
ธารน้ำแข็ง การครูดถู ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง
ภาพที่
6 การกร่อนด้วยกระแสลม
การพัดพา (Transportation) หมายถึง การเคลื่อนที่ของมวลหิน
ดิน ทราย โดยกระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง ภายใต้แรงดึงดูดของโลก
อนุภาคขนาดเล็กจะถูกพัดพาให้เคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่าอนุภาคขนาดใหญ่
ภาพที่ 7 การคัดขนาดตะกอนด้วยการพัดพาของน้ำ
ตารางที่
3 ขนาดของอนุภาคตะกอน
ขนาดอนุภาค(มิลลิเมตร) |
ชื่อเรียก |
ประเภทของตะกอน |
ชนิดของหินตะกอน |
>256 |
ก้อนหินใหญ่ |
กรวด |
หินกรวดมน
หินกรวดเหลี่ยม |
<256 |
ก้อนหินเล็ก |
<64 |
กรวดมน |
<2 |
อนุภาคทราย |
ทราย |
หินทราย |
<0.02 |
อนุภาคทรายแป้ง |
โคลน |
หินดินดาน
หินโคลน |
<0.002 |
อนุภาคดินเหนียว |
การทับถม (Deposit) เกิดขึ้นเมื่อตัวกลางซึ่งทำให้เกิดการพัดพา
เช่น กระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง อ่อนกำลังลงและยุติลง ตะกอนที่ถูกพัดพาจะสะสมตัวทับถมกัน
ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิ ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี และเกิดการตกผลึก
หินตะกอนที่อยู่ชั้นล่างจะมีความหนาแน่นสูงและมีเนื้อละเอียดกว่าชั้นบน
เนื่องจากแรงกดดันซึ่งเกิดขึ้นจากน้ำหนักตัวทับถมกันเป็นชั้นๆ
(หมายเหตุ: การทับถมบางครั้งเกิดจากการระเหยของสารละลาย ส่วนที่เป็นน้ำระเหยไปในอากาศทิ้งสารที่เหลือให้ตกผลึกไว้เช่นเดียวกับการทำนาเกลือ)
การกลับคืนเป็นหิน (Lithification) เมื่อเศษตะกอนทับถมกันจะเกิดโพรงขึ้นประมาณ
20 40% ของเนื้อตะกอน น้ำพาสารละลายเข้ามาแทนที่อากาศในโพรง
เมื่อเกิดการทับถมกันจนมีน้ำหนักมากขึ้น เนื้อตะกอนจะถูกทำให้เรียงชิดติดกันทำให้โพรงจะมีขนาดเล็กลง
จนน้ำที่เคยมีอยู่ถูกขับไล่ออกไป สารที่ตกค้างอยู่ทำหน้าที่เป็นซีเมนต์เชื่อมตะกอนเข้าด้วยกันกลับเป็นหินอีกครั้ง
ภาพที่ 8 ขั้นตอนที่ตะกอนกลับคืนเป็นหิน
ประเภทของหินตะกอน
นักธรณีวิทยาจำแนกหินตะกอนตามลักษณะการเกิดออกเป็น 3 กลุ่มคือ
1.
หินตะกอนอนุภาค (Clastic rocks) ได้แก่
o หินกรวดมน (Congromorate) เป็นหินเนื้อหยาบเกิดจากตะกอนซึ่งเป็นหิน
กรวด ทราย ที่ถูกกระแสน้ำพัดพามาอยู่รวมกัน สารละลายในน้ำใต้ดินทำตัวเป็นซิเมนต์ประสานให้อนุภาคใหญ่เล็กเหล่านี้
เกาะตัวกันเป็นก้อนหิน
o หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง
เกิดจากการทับถมตัวของทราย มีองค์ประกอบหลักเป็นแร่ควอรตซ์ คนโบราณใช้หินทรายแกะสลัก
สร้างปราสาท และทำหินลับมีด
o หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก
เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคทรายแป้งและอนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นชั้นบางๆ
ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยชั้น (ฟอสซิลมีอยู่ในหินดินดาน)
ดินเหนียวที่เกิดดินดานใช้ทำเครื่องปั้นดินเผา
ภาพที่ 9 สัดส่วนของหินตะกอนบนเปลือกโลก
2.
หินตะกอนเคมี (Chemical sedimentary rocks) ได้แก่
o หินปูน (Limestone) เป็นหินตะกอนคาร์บอเนต เกิดจากการทับถมของตะกอนคาร์บอเนตในท้องทะเล
ทั้งจากสารอนินทรีย์ และซากสิ่งมีชีวิต เช่น ปะการัง และกระดองของสัตว์ทะเล
ซึ่งถับถมกันภายใต้ความกดดันและตกผลึกใหม่เป็นแร่แคลไซต์จึงทำปฏิกิริยากับกรด
หินปูนใช้ทำเป็นปูนซิเมนต์ และใช้ในการก่อสร้าง
o หินเชิร์ต (Chert) หินตะกอนเนื้อแน่น แข็ง เกิดจากการตกผลึกใหม่
เนื่องจากน้ำพาสารละลายซิลิกาเข้าไปแล้วระเหยออก ทำให้เกิดผลึกซิลิกาแทนที่เนื้อหินเดิม
หินเชิร์ตมักเกิดขึ้นใต้ท้องทะเล เนื่องจากแพลงตอนที่มีเปลือกเป็นซิลิกาตายลง
เปลือกของมันจะจมลงทับถมกัน หินเชิร์ตจึงปะปะอยู่ในหินปูน
3.
หินตะกอนอินทรีย์ (Organic sedimentary rocks) ได้แก่
o ถ่านหิน (Coal) เกิดจากการทับถมของซากพืชที่ยังไม่เน่าเปื่อยไปหมดเนื่องจากสภาวะออกซิเจนต่ำ
สภาวะเช่นนี้เกิดตามห้วยหนองคลองบึง ในแถบภูมิอากาศแบบเส้นศูนย์สูตร
การทับถมทำให้เกิดการแรงกดดันที่จะระเหยขับไล่น้ำและสารละลายอื่นๆออกไป
ยิ่งมีปริมาณคาร์บอนมากขึ้นถ่านหินจะยิ่งมีสีดำ ลิกไนต์ (Lignite)
เป็นถ่านหินคุณภาพปานกลาง มีมากที่เหมืองแม่เมาะ จ.ลำปาง แอนทราไซต์
(Anthracite) เป็นถ่านหินคุณภาพสูง ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ
หมายเหตุ น้ำมันและก๊าซเชื้อเพลิง เกิดจากการทับถมของสิ่งมีชีวิตเล็กๆ
ในทะเล เช่น ไดอะตอม (Diatom) และสาหร่ายเซลล์เดียว (Algae) เกิดตะกอนใต้มหาสมุทร
ตะกอนโคลนเหล่านี้ขาดการไหลถ่ายเทของน้ำ การเน่าเปื่อยผุพังจึงหยุดสิ้นก่อนเนื่องจากออกซิเจนหมดไป
ตะกอนที่ถูกทับถมไว้ภายใต้ความกดดันและอุณภูมิสูง เป็นเวลานานหลายร้อยล้านปีจึงกลายเป็นน้ำมัน
(Oil)
ตารางที่
4 ตัวอย่างหินตะกอน
รูป |
หิน |
แร่หลัก |
ลักษณะ |
ที่มา |
|
หินกรวดมน
Conglomerate |
ขึ้นอยู่กับก้อนกรวด ซึ่งประกอบกันเป็นหิน |
เนื้อหยาบ
เป็นกรวดมนหลายก้อน เชื่อมติดกัน |
เม็ดกรวดที่ถูกพัดพาโดยกระแสน้ำ
และเกาะติดกันด้วยวัสดุประสาน |
|
หินทราย
Sandstone |
ควอรตซ์SiO2 |
เนื้อหยาบสีน้ำตาล
สีแดง |
ควอรตซ์ในหินอัคนี
ผุพังกลายเป็นเม็ดทรายทับถมกัน |
|
หินดินดาน
Shale |
แร่ดินเหนียวAl2SiO5(OH)
4 |
เนื้อละเอียดมาก
สีเทา ผสมสีแดงเนื่องจากแร่เหล็ก |
เฟลด์สปาร์ในหินอัคนี
ผุพังเป็นแร่ดินเหนียวทับถมกัน |
|
หินปูน
Limestone |
แคลไซต์CaCO3 |
เนื้อละเอียดมีหลายสี
ทำปฏิกิริยากับกรด |
การทับถมกัน ของตะกอนคาร์บอนเนตในท้องทะเล |
|
หินเชิร์ต
Chert |
ซิลิกาSiO2 |
เนื้อละเอียด
แข็งสีอ่อน |
การทับถมของซากสิ่งมีชีวิตเล็กๆ
ในท้องทะเล จนเกิดการตกผลึกใหม่ของซิลิกา |
หินแปร
(Metamorphic rocks)
หินแปร
คือหินที่แปรสภาพไปจากโดยการกระทำของความร้อน แรงดัน และปฏิกิริยาเคมี
หินแปรบางชนิดยังแสดงเค้าเดิม บางชนิดผิดไปจากเดิมมากจนต้องอาศัยดูรายละเอียดของเนื้อใน
หรือสภาพสิ่งแวดล้อมจึงจะทราบที่มา อย่างไรก็ตามหินแปรชนิดหนึ่งๆ
จะมีองค์ประกอบเดียวกันกับหินต้นกำเนิด แต่อาจจะมีการตกผลึกของแร่ใหม่
เช่น หินชนวนแปรมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรมาจากหินปูน เป็นต้น
หินแปรส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระดับลึกใต้เปลือกโลกหลายกิโลเมตร ที่ซึ่งมีความดันสูงและอยู่ใกล้กลับหินหนืดร้อนในชั้นแอสทีโนสเฟียร์
แต่การแปรสภาพในบริเวณใกล้พื้นผิวโลกเนื่องจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบก็คงมี
นักธรณีวิทยาแบ่งการแปรสภาพออกเป็น 2 ประเภท คือ
การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกิดขึ้น ณ บริเวณที่หินหนืดหรือลาวาแทรกดันขึ้นมาสัมผัสกับหินท้องที่
ความร้อนและสารจากหินหนืดหรือลาวาทำให้หินท้องที่ในบริเวณนั้นแปรเปลี่ยนสภาพผิดไปจากเดิม
ภาพที่ 10 การแปรสภาพสัมผัส
การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamophic) เป็นการแปรสภาพของหินซึ่งเกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเนื่องจากอุณหภูมิและความกดดัน
โดยปกติการเปรสภาพแบบนี้จะไม่มีความเกี่ยวพันกับมวลหินอัคนี และมักจะมี ริ้วขนาน (Foliation) จนแลดูเป็นแถบลายสลับสี
บิดย้วยแบบลูกคลื่น ซึ่งพบในหินชีสต์ หินไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน
ทั้งนี้ริ้วขนานอาจจะแยกออกได้เป็นแผ่นๆ และมีผิวหน้าเรียบเนียน
เช่น หินชนวน
ภาพที่ 11 การแปรสภาพบริเวณไพศาล
ตารางที่
5 ตัวอย่างหินแปร
หินแปร |
แร่หลัก |
หินต้นกำเนิด |
คำอธิบาย |
หินไนซ์ (gneiss) |
ควอรตซ์
เฟลด์สปาร์
ไมก้า |
หินแกรนิต |
หินแปรเนื้อหยาบ
มีริ้วขนาน หยักคดโค้งไม่สม่ำเสมอ สีเข้มและจางสลับกัน แปรสภาพมาจากหินแกรนิต
โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาล ที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่หลอมละลาย
และตกผลึกใหม่ (Recrystallize) |
หินควอร์ตไซต์ (Quartzite) |
ควอรตซ์ |
หินทราย
(Sandstone) |
หินแปรเนื้อละเอียด
เนื้อผลึกคล้ายน้ำตาลทราย มีสีเทา หรือสีน้ำตาลอ่อน โดยการแปรสภาพบริเวณไพศาลที่มีอุณหภูมิสูงมาก
จนแร่ควอรตซ์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ จึงมีความแข็งแรงมาก |
หินชนวน
(Slate) |
แร่ดินเหนียว |
หินดินดาน
(Shale) |
หินแปรเนื้อละเอียดมาก
เกิดจากการแปรสภาพของหินดินดานด้วยความร้อนและความกดอัดทำให้แกร่ง
และเกิดรอยแยกเป็นแผ่นๆ ขึ้นในตัว โดยรอยแยกนี้ไม่จำเป็นต้องมีระนาบเหมือนการวางชั้นหินดินดานเดิม
หินชนวนสามารถแซะเป็นแผ่นใหญ่ |
หินชีตส์
(Schist) |
ไมก้า |
หินชนวน
(Slate) |
หินแปรมีเนื้อเป็นแผ่น
เกิดจากการแปรสภาพบริเวณไพศาลของหินชนวน แรงกดดันและความร้อนทำให้ผลึกแร่เรียงตัวเป็นแผ่นบางๆ
ขนานกัน |
หินอ่อน
(Marble) |
แคลไซต์ |
หินปูน
(Limestone) |
หินแปรเนื้อละเอียดถึงหยาบ
แปรสภาพมาจากหินปูน โดยการแปรสัมผัสที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่แคลไซต์หลอมละลายและตกผลึกใหม่
ทำปฏิกิริยากับกรดทำให้เกิดฟองฟู่ หินอ่อนใช้เป็นวัสดุตกแต่งอาคาร |
บทสรุปของวัฏจักรหิน
ภาพที่
12 แสดงให้เห็นถึงวัฏจักรการเกิดหินทั้งสามประเภท ดังนี้
แมกมาในชั้นแมนเทิล แทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลก
เนื่องจากมีอุณหภูมิสูง ความหนาแน่นต่ำ แรงดันสูง แมกมาที่ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน
(มีผลึกขนาดใหญ่) ส่วนแมกมาที่เย็นตัวบนพื้นผิวกลายเป็นหินอัคนีพุ
(มีผลึกขนาดเล็ก)
หินทุกชนิดเมื่อผุพัง สึกกร่อน จะถูกพัดพาให้เป็นตะกอน
ทับถม และกลายเป็นหินตะกอน
หินทุกชนิดเมื่อถูกกดดัน หรือทำให้ร้อน
เนื้อแร่จะตกผลึกใหม่ กลายเป็นหินแปร
หินทุกชนิดเมื่อหลอมละลาย จะกลายเป็นแมกมา
เมื่อมันแทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลก จะเย็นตัวลงกลายเป็นหินอัคนี
ภาพที่ 12 วัฏจักรการเกิดหินทั้งสามประเภท
© 2003 - 2010 The LESA Project
All rights reserved.
|