กิจกรรมการจำแนกหิน

จุดประสงค์   เพื่อศึกษาลักษณะของหินชนิดต่างๆ ว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร

สาระสำคัญ
          เราแบ่งประเภทของหินออกเป็น 3 ประเภท คือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร โดยพิจารณาลักษณะการเกิดตามวัฏจักรหิน อย่างไรก็ตามหินแต่ละประเภท ยังถูกแบ่งย่อยเป็นชนิด โดยพิจารณาจาก ขนาดผลึก องค์ประกอบของตะกอน หรือ ลักษณะการแปรสภาพ ขึ้นอยู่กับว่าหินชนิดนั้นเป็นหินประเภทใด นอกจากนั้นหินบางชนิดยังมีความสัมพันธ์กับหินอีกชนิดหนึ่ง เช่น หินไนซ์ คือ หินที่แปรสภาพมาจากหินสภาพมาจากหินแกรนิต ซึ่งเป็นหินอัคนี กิจกรรมการศึกษาลักษณะของหิน จะช่วยให้นักเรียนเห็นถึงความแตกต่างของหินแต่ละชนิด และเข้าใจถึงคอนเซปต์ของวัฏจักรหิน

เวลาที่ใช้ 2 คาบเรียน

ระดับชั้นเรียน ประถมปลาย - มัธยมปลาย

แนวความคิดหลักที่สำคัญ
      วัฏจักรหิน
      ผลึกแร่
      การประสานตัวของเนื้อหิน
      สีของหิน
      รอยหยัก
      ความแข็งแรง
      คาร์บอเนต

ทักษะ
      การอธิบายลักษณะหิน
      การทดสอบคาร์บอเนต
      การใช้แผนภาพหิน
      การจำแนกหิน

วัสดุและอุปกรณ์
      ตัวอย่างหิน 3 ประเภท 12 ชนิด ของ “LESA tool kit” พร้อมกระดาษหนังสือพิมพ์สำหรับปูโต๊ะ กันเปื้อน
      สไลด์เรื่องวัฏจักรหิน (สำหรับคุณครูใช้อธิบาย)
      แผนภาพหิน
      แว่นขยาย
      กรดเกลือเจือจางมากๆ
      กระจกสำหรับขูด
      ใบงานกิจกรรมการศึกษาลักษณะของหิน

การเตรียมล่วงหน้า นักเรียนควรศึกษาเรื่องการเกิดของหินประเภทต่างๆ ในบทเรียนเรื่องวัฏจักรหินมาก่อน

ขั้นตอนการปฏิบัติ
     1. ใช้กระดาษหนังสือพิมพ์ปูทดลอง และแจกตัวอย่างหิน พร้อมอุปกรณ์ทดลองให้นักเรียน กลุ่มละ
1 ชุด
     2. ให้นักเรียนศึกษาคุณสมบัติของหินทีละก้อน และกรอกข้อมูลลงบนใบกิจกรรมการจำแนกหิน
     3. ให้นักเรียนสันนิษฐานว่า ตัวอย่างหินแต่ละก้อนเป็นหินประเภทใด (หินอัคนี หินตะกอน หรือหินแปร)
     4. ในกรณีที่สันนิษฐานว่าเป็นหินแปร ให้นักเรียนตั้งสมมติฐานว่า แปรสภาพมาจากหินเบอร์อะไร
     5. แจกแผนภาพหิน
     6. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มตรวจสอบว่า สมมติฐานประเภทของหินจำนวนกี่ก้อน
     7. คุณครูสรุปกิจกรรมโดยการให้ความรู้โดยใช้สไลด์ “วัฏจักรหิน” อธิบายการเกิดหินแต่ละชนิด โดยยกตัวอย่างก้อนหินที่อยู่บนโต๊ะทดลองทีละก้อน

ข้อควรระวัง
     ระวังอันตรายจากน้ำกรด ในกรณีที่นักเรียนถูกน้ำกรด ให้รีบไปล้างน้ำโดยด่วน โดยการเทน้ำสะอาดให้ไหลผ่านบริเวณที่ถูกกรด

ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม
       ถ้าหากมีเวลามากพอ อาจให้นักเรียนทำการศึกษาลึกลงไปถึงการจำแนกชนิดของหิน โดยใช้โฟลชาร์ตในหน้าหลังของแผ่นภาพหิน
       ในการศึกษาวัฏจักรหินและประเภทของหินให้เข้าใจได้อย่างถ่องแท้นั้น ควรจะเริ่มต้น หรือติดตามด้วยการให้ความรู้เรื่องทฤษฎีเพลตเทคโนนิก เพราะจะทำให้เข้าใจความเป็นมาของวัฏจักรหินได้ดี




ตัวอย่างหิน 12 ชนิด


หินอัคนี
          1. หินแกรนิต (Granite)
หินอัคนีแทรกซอน เนื้อหยาบถึงหยาบมาก ประกอบด้วย เฟลด์สปาร์ และควอรตซ์ เป็นส่วนใหญ่ และไมก้า หรือ ฮอร์นเบลนด์ ผลึกแร่อาจมีหนึ่งหรือสองขนาด ประโยชน์ ใช้ทำหินประดับ หินแกะสลักทำอนุสาวรีย์ วัสดุก่อสร้าง
          2. หินไรโอไลต์ ( Rhyolite)
หินอัคนีพุ มีส่วนประกอบเหมือนหินแกรนิต โดยทั่วไปมีแร่ดอกอยู่ในเนื้อพื้น ซึ่งแสดงลักษณะร่องรอยของการไหล แร่ดอกประกอบด้วย ควอรตซ์ และเฟลด์สปาร์ เนื้อพื้นเป็นเนื้อแก้วถึงเนื้อผลึกซ่อนรูป
           3. หินบะซอลต์ (Basalt)
หินอัคนีพุ เนื้อละเอียดสีเข้ม ประกอบด้วย แร่เฟลด์สปาร์ ไพรอกซีน ฮอร์นเบลนด์ และโอลิวีน แต่ผลึกละเอียดมาก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น เกิดจากการแข็งตัวของลาวากลุ่มที่มีซิลิกาต่ำบนผิวโลก มักมีแก๊สปนอยู่ด้วยบางส่วน จึงอาจมีรูพรุน หินบะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นต้นกำเนิดของพลอยแซปไฟร์ และทับทิม เช่น ที่ อ.บ่อพลอย จ.กาญจนบุรี และ จ.แพร่
           4. หินพัมมิซ (Pumice)
หินอัคนีพุ มีส่วนประกอบเหมือนหินไรโอไลต์ มีอยู่ในเนื้อมากมายจนโพรกคล้ายฟองน้ำ จึงมีน้ำหนักเบา ลอยน้ำได้ ชาวบ้านเรียนว่า หินส้ม ใช้ขัดถูภาชนะ ทำให้ผิววาว
        

หินตะกอน
          5. หินกรวดมน (Conglomerate)
หินตะกอนเนื้อหยาบ ประกอบด้วยเศษหิน กรวดขนาดตั้งแต่ 2 มิลลิเมตร ขึ้นไป ฝังอยู่ในเนื้อพื้นละเอียดขนาดทรายหรือทรายแป้ง และมักมีวัตถุประสานจำพวกแคลเซียมคาร์บอเนต เหล็กออกไซต์ ซิลิกา หรือดิน กรวดเหล่านี้มีลักษณะมน หรือกลม เพราะน้ำพัดพามาไกลจากแหล่งกำเนิดเดิม ใช้ทำหินประดับ หินก่อสร้าง
          6. หินทราย (Sandstone)
หินตะกอนเนื้อหยาบ จับดูระคายมือ ประกอบด้วยเศษหินที่มีลักษณะกลม หรือเหลี่ยมขนาดเม็ดทราย ประสมอยู่ในเนื้อพื้น (matrix) เนื้อละเอียด อาจมีวัตถุประสาน เช่น ซิลิกา เหล็กออกไซต์ หรือแคลเซียมคาร์บอเนต ประสานเม็ดเศษหินต่างๆ ให้เกาะกันแน่นแข็ง เม็ดทรายที่ประกอบเป็นหินทรายส่วนใหญ่ จะเป็นเม็ดควอรตซ์ประมาณร้อยละ 85-90
หินทรายมีสีต่างๆ กัน เช่น แดง เหลือง น้ำตาล เทา ขาว อาจเกิดจากการตกตะกอนเนื่องจากน้ำ หรือลม การแบ่งชนิดของหินทรายขึ้นอยู่กับขนาดเม็ดตะกอน แร่ที่ประกอบอยู่ในหิน โครงสร้างภายใน และชนิดของวัตถุประสาน ประโยชน์ ใช้ทำหินประดับ หินแกะสลัก หินลับมีด
          7. หินดินดาน (Shale)
หินตะกอนเนื้อละเอียด ประกอบด้วยแร่ดิน (clay minerals) เป็นส่วนใหญ่ แร่ดินนี้เป็นสารผสมของอะลูมิเนียมซิลิเกตกับแมกนีเซียมซิลิเกตในส่วนต่างๆ กัน และมีคุณสมบัติคือ ละเอียดมาก บี้กับน้ำแล้วเหนียวติดมือ ประโยชน์ ใช้ทำเครื่องปั้นดินเผา เซรามิก ให้เป็นส่วนประกอบในการทำปูนซิเมนต์
          8. หินปูน (Limestone)
หินตะกอนเนื้อแน่น ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตมากกว่าร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก ได้แก่ แคลไซต์ หรือ อาจจะมีโดโลไมต์ด้วย ซึ่งทำปฏิกิริยากับกรดเกลือ หินปูนเกิดจากการทับถมของซากเปลือกหอยหรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในทะเล หรือการตะกอนทางเคมี การตกผลึก การเกิดผลึกใหม่ หินปูนที่พบส่วนมากจะมีซากฟอสซิล เช่น ซากหอย ปะการัง ประโยชน์ ใช้ทำหินประดับ หินแกะสลัก หินลับมีด

หินแปร
          9. หินไนส์ (Gneiss)
หินแปรเนื้อหยาบ ประกอบด้วย แร่ควอรตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา สลับกันอยู่เป็นแถบ เกิดจากหินอัคนีถูกความร้อนและความดัน ทำให้แยกแร่สีเข้ม และสีอ่อนออกมา เรียงตัวขนานเป็นริ้วหรือแถบลายทางหยักคดโค้ง ห่างไม่สม่ำเสมอ ประโยชน์ใช้ทำหินประดับ หินแกะสลัก และก่อสร้าง
          10. หินควอร์ตไซต์ (Quartzite)
หินแปรเนื้อละเอียด ประกอบด้วย แร่ควอรตซ์เป็นส่วนใหญ่ เนื้อละเอียด เป็นผลึกคล้ายน้ำตาลทราย แกร่งแต่เปราะ แปรสภาพมาจากหินทราย เนื่องมาจากได้รับความร้อนและความดันสูง ประโยชน์ใช้ทำหินก่อสร้าง อุตสาหกรรมแก้ว และวัสดุทนไฟ
          11. หินชนวน (Slate)
หินแปรเนื้อเนียน เกิดจากการแปรสภาพหินดินดาน เนื่องจากได้รับความร้อนและความกดดัน ทำให้มีเนื้อละเอียด
แข็ง แซะออกได้เป็นแผ่นๆ ผิวรอยแยกเรียบนวล มีสีต่างๆ กัน เช่น เทา ดำ แดง ม่วง และ เขียว ประโยชน์ใช้ทำกระดานชนวน หินประดับ และกระเบื้องมุงหลังคา
          12. หินอ่อน (Marble)
หินแปรเนื้อละเอียด ประกอบด้วย แร่แคลไซต์ตกผลึกใหม่ มีขนาดใหญ่ขึ้น เนื้อหินจะแวววาวขึ้น โดยมากมีสีขาว แต่ก็พบสีอื่น เช่น ชมพู แดง เหลือง น้ำตาล และดำ ทำปฏิกิริยากับกรดเกลือ ประโยชน์ใช้ทำหินประดับ หินแกะสลัก
อุตสาหกรรมเคมี