ติดต่อสอบถาม
หินและวัฏจักรของหิน
กระบวนการแทรกดันของหินหนืด แล้วเย็นตัวลงได้เป็นหินอัคนี เมื่อเกิดกระบวนการผุพังทำลายพาไปทับถมได้เป็นหินชั้น
และเมื่อผ่านกระบวนการของความร้อนและความดันจะกลายเป็นหินแปร
หิน (Rock) หมายถึง มวลของแข็งที่ประกอบขึ้นด้วยแร่ชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ แบ่งตามลักษณะการเกิดได้ 3 ชนิดใหญ่
1. หินอัคนี (Igneous Rock)
เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกแทรกดันขึ้นมาแล้วตกผลึกเป็นแร่ต่างๆ และเย็นตัวลงจับตัวแน่นเป็นหินที่ผิวโลก แบ่งเป็น 2 ชนิดคือ
- หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive Igneous Rock) เกิดจากการเย็นตัวลงอย่างช้า ๆ ของหินหนืดใต้เปลือกโลก มีผลึกแร่ขนาดใหญ่ (>1 มิลลิเมตร) เช่นหินแกรนิต (Granite) หินไดออไรต์ (Diorite) หินแกบโบร (Gabbro)
- หินอัคนีพุ (Extruisive Igneous Rock) หรือหินภูเขาไฟ (Volcanic Rock) เกิดจากการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วของหินหนืดที่ดันตัวพุออกมานอกผิวโลกเป็นลาวา (Lava) ผลึกแร่มีขนาดเล็กหรือไม่เกิดผลึกเลยเช่น หินบะซอลต์ (Basalt) หินแอนดีไซต์ (Andesite) หินไรโอไลต์ (Rhyolite)
2. หินชั้นหรือหินตะกอน (Sedimentary Rock)
เกิดจากการทับถม และสะสมตัวของตะกอนต่างๆ ได้แก่ เศษหิน แร่ กรวด ทราย ดินที่ผุพังหรือสึกกร่อนถูกชะละลายมาจากหินเดิม โดยตัวการธรรมชาติ คือ ธารน้ำ ลม ธารน้ำแข็งหรือคลื่นในทะเล พัดพาไปทับถมและแข็งตัวเป็นหินในแอ่งสะสมตัวหินชนิดนี้แบ่งตามลักษณะเนื้อหินได้ 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ
- หินชั้นเนื้อประสม (Clastic Sedimentary Rock) เป็นหินชั้นที่เนื้อเดิมของตะกอน พวกกรวด ทราย เศษหินและดิน ยังคงสภาพอยู่ให้พิสูจน์ได้ เช่น หินทราย (Sandstone) หินดินดาน (Shale) หินกรวดมน (Conglomerate) เป็นต้น
- หินเนื้อประสาน (Nonclastic Sedimentary Rock) เป็นหินที่เกิดจากการตกผลึกทางเคมี หรือจากสิ่งมีชีวิต มีเนื้อประสานกันแน่นไม่สามารถพิสูจน์สภาพเดิมได้ เช่น หินปูน (Limestone) หินเชิร์ต (Chert) เกลือหิน (Rock Salte) ถ่านหิน (Coal) เป็นต้น
3. หินแปร (Metamorphic Rock)
เกิดจากการแปรสภาพโดยการกระทำของความร้อน ความดันและปฏิกิริยาทางเคมี ทำให้เนื้อหิน แร่ประกอบหินและโครงสร้างเปลี่ยนไปจากเดิม การแปรสภาพของหินจะอยู่ในสถานะของของแข็ง ซึ่งจัดแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
- การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamorphism) เกิดเป็นบริเวณกว้างโดยมีความร้อนและความดันทำให้เกิดแร่ใหม่หรือผลึกใหม่เกิดขึ้น มีการจัดเรียงตัวของแร่ใหม่ และแสดงริ้วขนาน (Foliation) อันเนื่องมาจากแร่เดิมถูกบีบอัดจนเรียงตัวเป็นแนวหรือแถบขนานกัน เช่น หินไนส์ (Gneiss) หินชีสต์ (Schist) และหินชนวน (Slate) เป็นต้น
- การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เกิดจากการแปรสภาพโดยความร้อนและปฏิกิริยาทางเคมีของสารละลายที่ขึ้นมากับหินหนืดมาสัมผัสกับหินท้องที่ ไม่มีอิทธิพลของความดันมากนัก ปฏิกิริยาทางเคมีอาจทำให้ได้แร่ใหม่บางส่วนหรือเกิดแร่ใหม่แทนที่แร่ในหินเดิม หินแปรที่เกิดขึ้นจะมีการจัดเรียงตัวของแร่ใหม่ ไม่แสดงริ้วขนาน (Nonfoliation) เช่น หินอ่อน (Marble) หินควอตไซต์ (Quartzite)
วัฏจักรของหิน (Rock cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของหินทั้ง 3 ชนิด จากหินชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งหรืออาจเปลี่ยนกลับไปเป็นหินชนิดเดิมอีกก็ได้ กล่าวคือ เมื่อ หินหนืด เย็นตัวลงจะตกผลึกได้เป็น หินอัคนี เมื่อหินอัคนีผ่านกระบวนการผุพังอยู่กับที่และการกร่อนจนกลายเป็นตะกอนมีกระแสน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง หรือคลื่นในทะเล พัดพาไปสะสมตัวและเกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน อันเนื่องมาจากแรงบีบอัดหรือมีสารละลายเข้าไปประสานตะกอนเกิดเป็น หินชั้นขึ้น เมื่อหินชั้นได้รับความร้อนและแรงกดอัดสูงจะเกิดการแปรสภาพกลายเป็นหินแปร และหินแปรเมื่อได้รับความร้อนสูงมากจนหลอมละลาย ก็จะกลายสภาพเป็นหินหนืด ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงก็จะตกผลึกเป็นหินอัคนีอีกครั้งหนึ่งวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไปเป็นวัฏจักรของหิน กระบวนการเหล่านี้อาจข้ามขั้นตอนดังกล่าวได้ เช่น จากหินอัคนีไปเป็นหินแปร หรือจากหินแปรไปเป็นหินชั้น
หินแบบนี้มีด้วยกัน ๒ แบบ คือ
การตกผลึกใหม่ (recrystallization) เป็นกระบวนการ ซึ่งแร่ในหินเดิม เปลี่ยนแปลงเป็นผลึกใหม่ เช่น หินปูนชนิดเนื้อเนียน ผลึกเล็กมากเกิดการตกผลึกใหม่ จนผลึกแร่แคลไซต์ที่สานเกี่ยวกันนั้น เห็นชัดใหญ่ขึ้นจนกลายเป็นหินอ่อน (marble)
การรวมตัวใหม่ทางเคมี (chemical recombination) เป็นกระบวนการที่สารใหม่จากหินหนืดเข้าไปรวมตัวกับแร่เดิมในหินข้างเคียง ทำให้เกิดเป็นแร่ใหม่ขึ้น ในกรณีเช่นนี้ สารใหม่ซึ่งอาจเป็นสารจำพวกโลหะจากหินหนืด เข้าทำปฏิกิริยากับหินข้างเคียง หรือเข้าแทรกที่สารในหินข้างเคียง ทำให้เกิดเป็นแร่ ที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจได้ เช่น แร่เหล็ก แร่ฟลูออไรต์ แร่ทองแดง
ในช่วงกาลเวลาทางธรณีวิทยาอันยาวนานนั้น บางครั้งพบว่า ชั้นตะกอนหนาๆ ของเปลือกโลกอาจเกิดการเปลี่ยนลักษณะ (deformation) ทำให้เกิดการคดโค้ง (folding) ไปได้ และมักเกิดในบริเวณที่กว้างใหญ่ หรือตามแนวยาวๆ โดยเฉพาะในบริเวณที่แผ่นเปลือกโลกมีการมุดตัวหรือชนกัน ชั้นตะกอน และส่วนของหินบนทวีปจึงถูกดันตัวขึ้นจนเกิดเป็นภูเขา เนื่องจาก สภาพการเปลี่ยนแปลงของชั้นหินตะกอนเหล่านี้ เกิดในบริเวณที่กว้างขวางใหญ่มาก เราจึงเรียกสภาพการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดหินแปรในลักษณะเช่นนี้ว่า การแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) ซึ่งมวลหินในระดับที่ลึกมาก เช่น ประมาณ ๕ - ๑๐ กิโลเมตร อาจได้รับแรงกดดันอย่างมากมาย จนทำให้เปลี่ยนสภาพจากหินแข็งมากเป็นยืดหยุ่นได้ดี ผลที่เกิดขึ้นก็คือ จะทำให้เนื้อหิน แสดงลักษณะการจัดตัวของแร่ (โดยเฉพาะแร่แผ่น) เสียใหม่ โดยวางตัวไปในแนวหนึ่งแนวใด ในบางครั้งอาจมีการตกผลึกใหม่ หรือการเปลี่ยนแปลงตัวแร่ก็ได้
กระบวนการแปรสภาพทั้ง ๒ แบบดังกล่าวข้างต้นนี้ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบต่างๆ ของหินเดิม หินบางแห่งอาจแปรเปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อย ถ้าอยู่ห่างจากหินอัคนีไปไกลๆ หรืออยู่ในบริเวณขอบนอกของการเปลี่ยนลักษณะ (deformation) หรือบริเวณที่คดโค้งโก่งงอ แต่ในบางกรณีหินอาจเกิดการแปรสภาพอย่างมาก จนทำให้แร่ และเนื้อหิน เกิดการเปลี่ยนแปลงจนจำสภาพเดิมไม่ได้ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนคือ การเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงมาก ที่เปลี่ยนหินดินดานหรือหินทรายบางชนิดไปเป็นหินแกรนิต ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า การเกิดหินแกรนิต (granitization)
การจำแนกชนิดของหินแปร
หินแปรอาจแบ่งออกอย่างกว้างๆ เป็น ๒ ชนิด ตามลักษณะของเนื้อหิน คือ หินแปรมีริ้วขนาน และหินแปรไร้ริ้วขนาน
ตัวอย่างหินแปร
๑. หินแปรมีริ้วขนาน (foliated metamorphic rock)
เป็นหินแปรที่แสดงลักษณะการเรียงตัวของแร่ไปในแนวหนึ่งแนวใดโดยเฉพาะ และมองเห็นได้ชัดเจน ตัวอย่างที่สำคัญได้แก่
หินไนส์ (gneiss) เป็นหินแปรริ้วขนานผลึกใหญ่ ที่เนื้อหินมีการแทรกสลับกัน ระหว่างแถบสีขาว และสีดำ แถบสีขาวประกอบด้วยแร่เขี้ยวหนุมานและแร่ฟันม้าเป็นส่วนใหญ่ ส่วนแถบสีดำประกอบด้วย แร่ไบโอไทต์ หรือฮอร์นเบลนด์ ในประเทศไทยพบมากที่จังหวัดตาก เชียงใหม่ อุทัยธานี กาญจนบุรี และประจวบคีรีขันธ์
หินชีสต์ (schist) เป็นหินแปรริ้วขนาน เนื้อค่อนข้างหยาบ ที่แสดงลักษณะการเรียงตัวของแร่อย่างชัดเจน โดยเฉพาะแร่แผ่น เช่น แร่ไบโอไทต์ (ดำ) แร่มัสโคไวต์ (ขาว) แร่คลอไรต์ (เขียว) ในประเทศไทย พบมากที่จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ กาญจนบุรี อุทัยธานี ตาก และเชียงใหม่ หากเป็นหินมันวาวอย่างเดียว และไม่เห็นแร่ชัดเจน เรียกว่า หินฟิลไลต์ (phyllite)
หินชนวน หรือหินกาบ (slate) เป็นหินแปรริ้วขนานเนื้อละเอียดที่แตกเป็นแผ่นๆ หน้าเรียบตามระนาบการเรียงตัวของแร่แผ่น ในประเทศไทยพบมากที่จังหวัดนครราชสีมา กาญจนบุรี ชลบุรี ระยอง และนราธิวาส
๒. หินแปรไร้ริ้วขนาน (nonfoliated metamorphic rock)
เป็นหินแปรที่ไม่แสดงลักษณะการเรียงตัวของแร่ไปในแนวหนึ่งแนวใด ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ผลึกแร่ที่ตกผลึกใหม่ เกาะสานยึดเกี่ยวกัน ตัวอย่างที่สำคัญ ได้แก่
หินอ่อน (marble) เป็นหินแปรไร้ริ้วขนานที่ประกอบด้วยผลึกแร่แคลไซต์เป็นส่วนใหญ่ มีสีขาว หรือสีขาวเทา แปรสภาพมาจากหินปูน ในประเทศไทยพบมากที่จังหวัดสระบุรี นครราชสีมา กาญจนบุรี ประจวบคีรีขันธ์ และยะลา
หินควอร์ตไซต์ (quartzite) เป็นหินแปรไร้ริ้วขนานที่ประกอบด้วย ผลึกแร่เขี้ยวหนุมานเป็นส่วนใหญ่ มีหลายสี ตั้งแต่สีเหลือง สีส้ม สีเทา สีเขียวเทา จนถึงสีขาว แปรสภาพมาจากหินทราย ในประเทศไทยพบหินชนิดนี้มาก ที่จังหวัดตาก สุพรรณบุรี อุทัยธานี กาญจนบุรี และราชบุรี
หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels) เป็นหินแปรไร้ริ้วขนานที่แปรสภาพมาจากหินชนิดใดก็ได้ ที่มีเนื้อละเอียด เช่น หินดินดาน หรือหินโคลน ที่สัมผัสอยู่กับหินอัคนีบาดาล ในประเทศไทย พบหินชนิดนี้มากตามทิวเขาที่มีหินแกรนิต เช่น ที่จังหวัดตาก ลพบุรี เลย ประจวบคีรีขันธ์ ภูเก็ต และพังงา
