เรื่อง หิน หิน

jptk

นับตั้งแต่โลกเย็นตัวลง หินและแร่ก็ได้เริ่มก่อตัวและเกิดขึ้นมาโดยตลอดจนถึงปัจจุบัน หินและแร่ที่เกิดขึ้นบ่งบอกถึงวิวัฒนาการอันยาวนานของโลกเมื่อประมาณ 4,500 ล้านปี นักวิทยาศาสตร์สามารถหาอายุโลกและค้นพบอุบัติการณ์ครั้งสำคัญ ๆ ที่เกิดขึ้น โดยการศึกษาวิจัยหินและแร่ - หินที่มีอายุเก่าแก่ที่สุด เป็นหินจากห้วงอวกาศที่มีอายุเก่าแก่กว่า 4,600 ล้านปี มีชื่อว่า "หินคอนไดรต์"                          วัฏจักรของหิน   หมายถึง    กระบวนการเปลี่ยนแปลงและกระบวนการหมุนเวียนของหินอัคนี   หินตะกอนและหินแปร   สามารถเปลี่ยนจากหินชนิดหนึ่งไปเป็นหินอีกชนิดหนึ่งได้โดยความร้อนแรงกดดัน  การพุพุ่ง  การพัดพา  และการทับถม   การเกิดหินในปัจจุบัน มีหินใหม่เกิดขึ้นตลอดเวลา ทั้งบริเวณผิวโลกหรือลึกลงไปใต้เปลือกโลก เช่น บริเวณปากแม่น้ำไนล์ ในอียิปต์ที่ไหลไปบรรจบทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ตะกอนทีพับมาทับถม เมื่อเวลาผ่านไปชั้นตะกอนเหล่านี้กลายเป็นชั้นหิน ทีเหลือร่องรอยบอกถึงสภาวะ   แวดล้อมในช่วงศตวรรษที่ 20 หรือซากฟอสซิลปะการังที่พบแถบจังหวัดสระบุรี มีองค์ประกอบของหินปูน มีสิ่งมีชีวิต ซึ่งในอดีตอาศัยอยู่ในทะเลมาก่อน                       - การวัดอายุกัมมันตรังสี นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีหาอายุหินจากการตรวจวัดธาตุกัมมันตรังสี โดยอะตอมของธาตุกัมมันตรังสีบางชนิดที่อยู่ในหิน จะสลายตัวตลอดเวลา ด้วยการวัดปริมาณของอะตอมดังกล่าว ที่คงเหลืออยู่ในหินสามารถนำมาคำนวณอายุของหินได้                        - การตรวจหาอายุซากดึกดำบรรพ์ เช่น สัตว์จำพวกไดโนเสาร์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว เคยมีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 245 - 65 ล้านปีก่อน ดังนั้นชั้นหินที่พบกระดูกไดโนเสาร์ที่เหลืออยู่จะต้องเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาดังกล่าว ผู้ที่ศึกษาร่องรอยของซากดึกดำบรรพ์เป็นคนแรกคือวิลเลียม สมิธ (ค.ศ.1769-1839) วิศวกรชาวอังกฤษ เป็น "บิดาแห่งธรณีวิทยายุคปัจจุบัน" เชื่อว่าซากฟอสซิลบอกอายุของหินชั้นชนิดต่าง ๆได้                                            หิน แบ่งออกเป็น   3  ประเภท  คือ

1. หินอัคนี

2. หินชั้นหรือหินตะกอน

3. หินแปร    หินอัคนี หินอัคนี เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืดที่หลอมละลายอยู่ใต้เปลือกโลกและลาวาแบ่งออกเป็น 2 พวก คือ 1. เกิดจากการที่หินหนืด (ลาวา) เย็นตัวและตกผลึกอย่างรวดเร็ว กลายเป็นหินที่มีผลึกแร่ขนาดเล็กละเอียดเรียกว่า หินอัคนีพุหรือหินอัคนีภูเขาไฟ (Vocalnic or Extrusive Rocks) เย็นตัวบนเปลือกโลกหรือผิวโลก เช่นหินไรโอไลต์ (Rhyolite) หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นต้น 2. เกิดจากการที่หินหนืด (Magma) เย็นตัวและตกผลึกอย่างช้า ๆ กลายเป็นหินอัคนีที่มีผลึกแร่ขนาดใหญ่ เย็นตัวภายในเปลือกโลก เรียกว่าหินอัคนีแทรกซอนหรือหินอัคนีบาดาล ( Plutonic or Intrusive Rocks) เช่น หินแกบโบ (Gabbro) หินแกรนิต (Granite) เป็นต้น    หินไรโอไลต์ (Rhyorite)    ประกอบด้วยผลึกแร่เนื้อละเอียดเป็นพวกแร่ควอตซ์ แร่เฟลด์สปาร์ และแร่ไมกา หินแอนดีไซต์ (Andesite) เป็นหินอัคนีพุหรือหินภูเขาไฟ เนื้อละเอียด แน่นทึบ มีผลึกละเอียดกระจัดกระจายอยู่ ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ดู ใช้ทำถนน ทางรถไฟ ทำหินเกล็ด หินบะซอลต์ (Basalt)     แร่ประกอบหินบะซอลต์ ได้แก่ แร่เฟลด์สปาร์  แร่ไพรอกซิน และแร่โอลีวีน ทำให้หินบะซอลต์มีสีดำเข้มถึงสีดำ ผลึกแร่ประเภทนี้จะมีขนาดเล็กมาก บางครั้งผลึกแร่ขนาดเล็ก จะห่อหุ้มผลึกแร่ขนาดใหญ่ไว้กลายเป็นเนื้อดอก หินพัมมิช (Pumice) มีลักษณะเหมือนหินสคอเรีย แต่รูพรุน มีขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบาลอยน้ำได้ หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า"หินลอยน้ำ" หรือ "หินส้ม" ใช้ทำวัสดุขัดถู มักพบตามชายฝั่งทะเล หินออบซิเดียน (Obsidian) เกิดจากหินหนืดที่ขึ้นมาแข็งตัวบนเปลือกโลก มีซิลิกาเจือปนมากมีความหนืดสูง ทำให้ลาวาแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ผลึกแร่จึงไม่มีเวลาตกผลึก มีลักษณะคล้ายเนื้อแก้ว เปรียบเทียบได้กับวัสดุแก้ว นำมาทำอาวุธในสมัยยุคแรก เช่น ใบหอก หินแกรนิต (Granite) เกิดจากการเย็นตัวของแมกมาอย่างช้า ๆ มีผลึกขนาดใหญ่ เนื้อแข็ง  แวววาว  สายแร่ที่มีสินแร่โลหะมีค่าหลายชนิดมักพบร่วม กับหินแกรนิตเนื้อหยาบจะเป็นหินให้กำเนิดแร่ รัตนชาติได้ดีมีส่วนประกอบของแร่ซิลิกา 3 ชนิด ได้แก่ แร่ควอตซ์ แร่เฟลด์สปาร์ และแร่ไมกา ในส่วนหินแกรนิตสีชมพูพบแร่เฟลด์สปาร์ ชนิดออร์โทเคลส หินแกบโบ (Gabbo ) หินแกบโบเป็นหินเนื้อหยาบเกิดจากหินหนืด ที่ขึ้นมาจากชั้นแมนเทิลเย็นตัวลงกลายเป็นหิน เป็นหินที่หายากบนผิวโลก แร่ประกอบหิน มีปริมาณซิลิกาน้อย แต่พบางครั้งพบแร่กลุ่ม เฟลด์สปาร์ โอลีวีนและแร่ไพรอกซีน

หินชั้น

หินชั้น หรือ หินตะกอน (Sedimentary Rock)                  หินตะกอนเกิดจากการสะสมตัวของตะกอนที่ถูกพัดพามาด้วย น้ำ และลม และเกิดการแข็งตัว หินตะกอนมีอยู่ปริมาณ 5% ของเปลือกโลก คิดเป็นความหนาแน่นประมาณ 10 กิโลเมตร ดังนั้นหินตะกอนจึงมีสภาพเป็นส่วนที่ปกคลุมอยู่บนผิวโลกในลักษณะชั้นบาง ๆ เท่านั้น และจับตัวแข็งกลายเป็นหินตะกอน ได้แก่ หินปูน และหินดินดาน แบ่งกลุ่มของหินตะกอนได้ 3 ชนิดใหญ่ๆได้ คือ                  1. หินตะกอนชนิดแตกหลุด หรือ Clastic (sedimentary ) Rocks หมายถึง หินตะกอนที่ประกอบด้วยมวลอนุภาคที่แตกหลุดและพัดพามาจากที่อื่นบางที่เรียกว่า Terrigenous (sedimentary) Rocks หรือ Detrital rocks เช่นหินทราย                  2. หินตะกอนชนิดตกผลึก หรือ Chemical (sedimentary) Rocks หมายถึง หินตะกอนที่เกิดจากกรตกผลึกจากสารละลายทางเคมี ณ อุณหภูมิต่ำ บางทีเรียกว่า Precitated (sedimentary) Rocks หรือ Nonclastic rocks เช่นหินปูน                   3. หินตะกอนอินทรีย์ หรือ Biological (sedimentary) rocks หมายถึงหินตะกอนที่เกิดจากการสะสมสารอินทรีย์วัตถุโดยส่วนใหญ่หรือ Organic (sedimentary) Rocks เช่นถ่านหิน                    นักธรณีวิทยาให้ความสำคัญกับหินชั้นหรือหินตะกอนอย่างยิ่งเพราะเป็นหินที่บ่งบอกถึงประวัติความเป็นมาของโลกในอดีตได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตามลักษณะในการเกิดหินตะกอนนั้นอาจแบ่งได้เป็น 4 ขบวนการย่อย คือ                   1. ขบวนการผุพังสลายตัว (Weathering Processes) ทำให้หินดั้งเดิมเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่น การแตก หัก ยุ่ย สลาย ผุพัง                    2. ขบวนการกัดกร่อนและพัดพา (Erosional & Transportational Processes) เป็นการเคลื่อนย้ายอนุภาคที่ได้จากขบวนการผุพัง โดยมีตัวการ เช่น ลม น้ำ ธารน้ำแข็ง แรงโน้มถ่วง หรือจากสิ่งมีชีวิต การเคลื่อนย้ายมี 3 รูปแบบ คือ แบบสารละลาย แบบแขวนลอย และแบบของแข็ง                    3. ขบวนการสะสมตัว ( Depositional Processes ) ขบวนการนี้มวลอนุภาคทั้งที่เป็นของแข็งและสารละลายที่ถูกพัดพามาจะถูนำมาสะสมตัวหรือตกตะกอนทับถมกันเรื่อย ๆ                    4. ขบวนการอัดเกาะแน่น( Diagenesis ) หลังจากที่เกิดการตกตะกอนไม่ว่าจะโดยทางเคมีหรือทางกายภาพ แต่ตะกอนเหล่านี้ก็อัดตัวกันแน่นหรือเชื่อมประสานตัวกัน กลายเป็นมวลสารที่เกาะตัวแน่นจนกลายเป็นหินตะกอน                    วัตถุประสานในหินตะกอนได้แก่ ซิลิกา เหล็กออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์และแคลเซียมคาร์บอเนต
หินกรวดมน (Conglomerate) เกิดได้ทั้งในทะเล น้ำจืด และบนพื้นทวีป ก้อนกรวดขนาดเล็กและใหญ่เมื่อถูกเชื่อมเข้าด้วยกันจะกลายเป็น  หินกรวดมน	หินปูน (Limestone) หินปูนหลายชนิดเกิดจากซากของสิ่งมีชีวิต บางชนิดเกิดจากการตกตะกอนของสารละลายที่เจือปนในน้ำ เช่นสารแคลเซียมคาร์บอเนตเข้มข้นเกิดได้ทั้งน้ำทะเลและน้ำจืด โดยทั่วไปสามารถพบซากดึกดำบรรพ์ หินปูนที่เกิดในน้ำจืดมักมีซากของหอยแกสโตรพอตส์	หินทราย (Sandstone) ประกอบด้วยเม็ดทรายขนาดแตกต่างกัน (0.02-2 มม.)เม็ดแร่ส่วนใหญ่เป็นแร่ควอตซ ์แต่อาจมีแร่อื่นและเศษหิน ดินปะปนอยู่ด้วยเพราะมีวัตถุประสาน มีความแข็งมากสามารถขูดเหล็กเป็นรอยได้ ใช้ทำหินลับมีด
	ถ่านหิน (Coal) พรรณไม้ต่าง ๆ เป็นวัตถุดิบในการเกิดถ่านหินโดยการทับถมอัดตัวกันแน่น ถ่านหินมีหลายชนิดเช่น ถ่านพีต ถ่านหินลิกไนต์ ถ่านหินบิทูมินัส ถ่านแอนทราไซต์ เมื่อเผาไหม้จะให้พลังงานความร้อนออกมา

หินแปร

หินแปร  (Metamorphic Rocks)                         หินแปร  เป็นหินที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทั้งทางกายภาพ ( อุณหภูมิ ความดัน) และทางเคมี กล่าวคือ เมื่อหินดั้งเดิมถูกแปรสภาพโดยอิทธิพลความร้อนและความดันหรืออย่างใดอย่างหนึ่งทั้งสองอย่าง ขบวนดารแปรสภาพนี้จะเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ  การแปรสภาพสัมผัส คือหินที่เปลี่ยนสภาพโดยความร้อน เช่นหินอัคนีแทรกซอนในเปลือกโลก หรือโดยสัมผัสกับลาวา                          การแปรสภาพบริเวณไพศาล คือหินที่เปลี่ยนสภาพโดยความดันหรือแรงดันสูง มักเกิดบริเวณส่วนกลางของเทือกเขาที่เกิดโดยการโค้งงอซึ่งถูกแรงอัด สูง     หินแปรอาจเกิดจากหินอัคนี หินตะกอน หรือแม้แต่หินแปรเอง  ขบวนการแปรสภาพหินแบบนี้ด้วยกัน 3 แบบคือ                         1. การตกผลึกใหม่ (Recrystallization) หมายถึงขบวนการซึ่งแร่ในหินเดิมเปลี่ยนแปลงเป็นผลึกแร่เดิมที่มี ขนาดใหญ่ขึ้นด้วย ขบวนการนี้ทำให้หินปูนชนิดเนื้อเนียน ผลึกเล็กมากเกิดจาการตกผลึกใหม่เป็นผลึก Calcite ที่สานเกี่ยวกัน เห็นชัดขึ้นแปรเป็นหินอ่อน (Marble)                         2. การรวมตัวทางเคมี (Chemical Recombination ) หมายถึงขบวนการที่ส่วนประกอบทางเคมีของแร่  ตั้งแต่สองชนิดในหินข้างเคียงเกิดการ รวมตัวจนเกิดเป็นแร่ใหม่ โดยไม่มีสารใหม่จากที่อื่นเข้ามาเกี่ยวข้องเช่นแร่ Quartz  และ Calcite ในหินข้างเคียงนั้น ณ ที่อุณหภูมิและความดันที่สูง ๆ เปลี่ยนแปลงไปเป็นแร่ Wollastonite                         3. การเข้าแทนที่ทางเคมี (Chemical Replacement) หมายถึง ขบวนการที่สารใหม่จากหินหนืดหลอมละลายเข้าไปแทนที่รวมกับแร่เดิมในหินข้างเคียงทำให้เกิดเป็นแร่ใหม่ขึ้น ในกรณีเช่นนี้สารหใม่โดยเฉพาะไอสาร ซึ่งอาจเป็นสาร  จำพวกโลหะจากหินหนืดเข้าทำปฏิกริยากับหินข้างเคียงหรือเข้าแทนที่สารใน หินข้างเคียง ทำให้เกิดเป็นแร่ที่มีคุณค่าทาง  เศรษฐกิจได้ เช่นแร่เหล็ก แร่ฟลูออไรด์ หินไนส์ (Gniess)            หินไนส์ถูกหลอมในสภาวะที่มีความร้อนและความดันสูง จนทำให้แร่ต่าง ๆ ในหินเดิม (หินแกรนิต) เปลี่ยนไปเป็นแร่ชนิดใหม่ เนื้อหินหยาบแร่เรียงตัวเป็นแถบ   เกิดริ้วขนาน หินควอตซ์ไซต์ (Quartzite)            เป็นหินแปรที่ไม่รอยขนานแปรสภาพมาจาก   หินทราย   วัตถุประสานและเม็ดทรายจะเชื่อมประสานกันสนิท ทำให้แข็งแกร่งมาก เมื่อแตกจะมีรอยแตกเว้าโค้งแบบก้นหอยซึ่งต่างจากหินทราย หินอ่อน (Marble)           เป็นหินแปรที่แปรมาจากหินปูนเนื่องจากอิทธิพลของความร้อนและความดัน แต่ไม่รอยขนานมีทั้งเนื้อละเอียดและเนื้อ หยาบ เนื้อหินแวววาว หินอ่อนสีขาวนำมาใช้ทำหินแกะสลักและหินก่อสร้าง หินอ่อนที่มีมลทิน แร่ในหินปูนทำให้หินอ่อนมีสีแดง สีชมพูและสีเขียว

หินชนวน           เป็นหินแปรที่แปรมาจากหินดินดาน

ที่มา http://www.bwc.ac.th/e-learning/virachai/rock.html

sa99

ขอบคุณครับ