เว็บไซต์ครูหลังเขา.คอม

หินเกิดได้อย่างไร ?

หิน (Rocks) เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลกส่วนที่เป็นของแข็ง ส่วนที่เรียกว่า ธรณีภาค

หิน คือ มวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ เนื่องจากองค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังนั้นเปลือกโลกส่วนใหญ่มักเป็นแร่ตระกูลซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้นดินและมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตอาศัยคาร์บอนสร้างธาตุอาหารและร่างกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้างเปลือก เมื่อตายลงทับถมกันเป็นตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแร่ต่างๆ
แร่ประกอบหิน
ตระกูลซิลิเกต
เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ที่มีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลก ซึ่งเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนิดในเปลือกโลก เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกต รูปผลึกหลายชนิด เมื่อเฟลด์สปาร์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคดินเหนียว
ควอรตซ์ (SiO2) เป็นซิลิกาไดออกไซด์บริสุทธิ์ มีรูปผลึกทรงหกเหลี่ยมยอดแหลม มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป และแมนเทิล เมื่อควอรตซ์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand)

ไมก้า (Mica) เป็นกลุ่มแร่ซึ่งมีรูปผลึกเป็นแผ่นบาง มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป ไมก้ามีโครงสร้างเช่นเดียวกับ แร่ดินเหนียว (Clay minerals) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน
แอมฟิโบล(Amphibole group)มีลักษณะคล้ายเฟลด์สปาร์แต่มีสีเข้ม มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ ที่มีแมกนีเซียม เหล็ก หรือ แคลเซียม เจือปนอยู่ มีอยู่แต่ในเปลือกทวีป ตัวอย่างของกลุ่มแอมฟิโบลที่พบเห็นทั่วไปคือ แร่ฮอร์นเบลนด์ ซึ่งอยู่ในหินแกรนิต

โอลิวีน (Olivine) มีองค์ประกอบหลักเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกต มีอยู่
น้อยมากบนเปลือกโลก กำเนิดจากแมนเทิลใต้เปลือกโลก
ตระกูลคาร์บอเนต
แคลไซต์ (Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นองค์ประกอบหลักของหินปูนและหินอ่อน
โดโลไมต์ (Dolomite) ซึ่งเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหนึ่งที่มีแมงกานีสผสม อยู่แร่คาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเป็นฟองฟู่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

    นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะการเกิด

1.  หินอัคนี (Igneous   rocks)

            หินอัคนี เป็นหินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด (Magma) จากชั้นแมนเทิลที่โผล่ขึ้นมา  วิธีการประเภทของหินอัคนี

          แบ่งหินอัคนีตามแหล่งที่มา  แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1.หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive igneous rocks) เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ การเย็นตัวช้าทำให้ผลึกแร่มีขนาดใหญ่ และเนื้อหยาบ เช่น หินแกรนิต หินไดออไรต์และหินแกบโบร   ถ้าแข็งตัวอยู่ในระดับลึกมาก เรียกว่า หินอัคนีระดับลึก หรือหินอัคนีชั้นบาดาล(PlutonicRock)

  2.หินอัคนีพุ (Extrusive Igneous Rock) เป็นหินที่พ้นเปลือกโลกออกมาแข็งตัวตามผิวโลก  

ซึ่งส่วนใหญ่จะแข็งตัวอยู่ในรูปร่างที่แสดงว่าก่อนแข็งตัวได้ไหลออกไปจากรอยพุหรือรอยแยกขอผิวโลกบางทีเรียกว่า หินภูเขาไฟ เป็นหินหนืดที่เกิดจากลาวาบนพื้นผิวโลกเย็นตัวอย่างรวดเร็ว     

          หินที่มีองค์ประกอบเป็นควอรตซ์และเฟลด์สปาร์มากจะมีสีอ่อน ส่วนหินที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและแมกนีเซียมมากจะมีสีเข้ม

 หินอัคนีพุ  เย็นตัวเร็วผลึกเล็ก               

 หินไรโอไลต์                             หินแอนดีไซต์                        หินบะซอลต์                     

การจำแนกหินอัคนีโดยใช้องค์ประกอบของแร่ ปริมาณของซิลิกา (SiO₂) เป็นเกณฑ์แบ่งได้ 4 ชนิด             
          1. หินชนิดกรด (Felsic)มีซิลิกา 72% อะลูมิเนียมออกไซด์ 14% เหล็กออกไซด์ 3% แมกนีเซียมออกไซด์ 1% อื่นๆ 10% แร่หลักคือควอรตซ์  และเฟลด์สปาร์ แร่รองคือไมก้าและแอมฟิโบล  เป็นสีที่พบมีสีอ่อนเช่น หินแกรนิต  หินไรโอไลต์

2.  หินชนิดปานกลาง  (Intermediate)  มีซิลิกา 59% อะลูมิเนียมออกไซด์ 17% เหล็กออกไซด์ 8 % แมกนีเซียมออกไซด์ 3% อื่นๆ 13% แร่หลักคือเฟลด์สปาร์และแอมฟิโบล แร่รองคือไพร็อกซีนสีที่พบเห็นเป็นสีเทาหรือเขียว เช่น หินแอนดีไซต์  หินไดออไรต์

3.หินชนิดด่าง (Mafic) มีซิลิกา 50% อะลูมิเนียมออกไซด์ 16% เหล็กออกไซด์ 11 แมกนีเซียมออกไซด์ 7% อื่นๆ 16% แร่หลักคือเฟลด์สปาร์ ไพร็อกซีน แร่รองคือ โอลีวิน หินแกรโบร หินบะซอลต์  สีที่พบเทาแก่

           4.หินอัลตรเมฟิก  (Ultramafic) มีซิลิกา 45% อะลูมิเนียมออกไซด์ 4% เหล็กออกไซด์ 12 % แมกนีเซียมออกไซด์ 31% อื่นๆ 8% แร่หลักคือ ไพร็อกซีน โอลีวิน แร่รองคือ เฟลด์สปาร์  เช่นหินเพริโดไทต์สีที่พบเป็นสีเขียวเข้มหรือดำ
        ข้อสังเกต  หินชนิดกรด มีซิลิกามาก หินที่มีองค์ประกอบเป็นควอรตซ์และเฟลด์สปาร์มากจะมีสีอ่อน หินที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กและแมกนีเซียมมากจะมีสีเข้ม

หินอัคนีที่สำคัญ

หินแกรนิต (Granite) เป็นหินอัคนีแทรกซ้อนที่เย็นตัวลงภายในเปลือกโลกอย่างช้าๆ จึงมีเนื้อหยาบซึ่งประกอบด้วยผลึกขนาดใหญ่ของแร่ควอรตซ์สีเทาใส   แร่เฟลด์สปาร์สีขาวขุ่น และแร่ฮอร์นเบลนด์  หินแกรนิตแข็งแรงมาก  นิยมใช้ทำครก เช่น ครกอ่างศิลา   ภูเขาหินแกรนิตมักเตี้ยและมียอดมน เนื่องจากเปลือกโลกซึ่งเคยอยู่ชั้นบนสึกกร่อนผุพัง เผยให้เห็นแหล่งหินแกรนิตซึ่งอยู่เบื้องล่าง

หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียด เกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีสีเข้มเนื่องจากประกอบด้วยแร่ไพร็อกซีนเป็นส่วนใหญ่ อาจมีแร่โอลิวีนปนมาด้วย   เนื่องจากเกิดขึ้นจากแมกมาใต้เปลือกโลก  หินบะซอลต์หลายแห่งในประเทศไทยเป็นแหล่งกำเนิดของอัญมณี (พลอยชนิดต่างๆ) เนื่องจากแมกมาดันผลึกแร่ซึ่งอยู่ลึกใต้เปลือกโลก ให้โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นผิว

หินไรโอไลต์ (Ryolite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวา มีเนื้อละเอียดซึ่งประกอบด้วยผลึกแร่ขนาดเล็ก มีแร่องค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต แต่ผลึกเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้  ส่วนมากมีสีชมพู และสีเหลือง

หินแอนดีไซต์ (Andesite) เป็นหินอัคนีพุซึ่งเกิดจากการเย็นตัวของลาวาในลักษณะเดียวกับหินไรโอไรต์ แต่มีองค์ประกอบของแมกนีเซียมและเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม 

หินพัมมิซ (Pumice) เป็นหินแก้วภูเขาไฟชนิดหนึ่งซึ่งมีฟองก๊าซเล็กๆ อยู่ในเนื้อมากมายคล้ายฟองน้ำ   มีส่วนประกอบเหมือนหินไรโอไลต์   มีน้ำหนักเบา ลอยน้ำได้  ชาวบ้านเรียกว่า หินส้ม ใช้ขัดถูภาชนะทำให้มีผิววาว 

หินออบซิเดียน (Obsedian)  เป็นหินแก้วภูเขาไฟซึ่งเย็นตัวเร็วมากจนผลึกมีขนาดเล็กมาก เหมือนเนื้อแก้วสีดำ   หินออบซิเดียน


2. หินตะกอน (Sedimentary rocks)

หินตะกอนเป็นหินที่เกิดจากการทับถมของตะกอน โคลนตม และวัตถุต่างๆจับตัวและอัดแน่นเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หรือหินเมื่อถูกแสงแดด ลมฟ้าอากาศ และน้ำ หรือ ถูกกระแทก แตกเป็นก้อนเล็กๆ หรือผุกร่อน เสื่อมสภาพลง เศษหินที่ผุพังทั้งอนุภาคใหญ่และเล็กถูกพัดพาไปสะสมอัดตัวกัน เป็นชั้นๆ เกิดความกดดันและปฏิกิริยาเคมีจนกลับกลายเป็นหินอีกครั้ง หินที่เกิดใหม่นี้เราเรียกว่า “หินตะกอน”หรือ “หินชั้น”

ปัจจัยที่ทำให้เกิดหินตะกอนหรือหินชั้น มีดังนี้

การผุพัง (Weathering) คือ การที่หินผุพังทำลายลงอยู่กับ มีตัวกระทำ จากลมฟ้าอากาศ สารละลาย และรวมทั้งการกระทำของต้นไม้ แบคทีเรีย ตลอดจนการแตกตัวทางกลศาสตร์ มีการเพิ่มอุณหภูมิและลดอุณหภูมิสลับกัน

กระบวนการผุพังทางเคมี (Chemical Weathering)
1. การละลายคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศทำให้เกิดฝนกรด

2. การผุพังของแคลไซต์ มีคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นตัวกระทำ

“แคลไซต์ทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ และน้ำ ทำให้เกิดประจุในสารละลาย”

3. การผุพังของแคลไซต์ โดยแคลไซต์ทำปฏิกิริยากับสารละลาย ทำให้เกิดประจุ

4. การผุพังของเฟลด์สปาร์ โดยมีน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวกระทำ

“แร่เฟลด์สปาร์ผุพังแล้วกลายเป็นดินและทราย”



การกร่อน (Erosion) หมายถึง กระบวนการที่ทำให้สารเปลือกโลกหลุด ละลายไป หรือกร่อนไป โดยมีการเคลื่อนที่กระจัดกระจายไปจากที่เดิม ต้นเหตุคือตัวการธรรมชาติ ซึ่งได้แก่ ลมฟ้าอากาศ กระแสน้ำ ธารน้ำแข็ง การครูดถู ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง

การพัดพา (Transportation) หมายถึง การเคลื่อนที่ของมวลหิน ดิน ทราย โดยกระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง ภายใต้แรงดึงดูดของโลก อนุภาคขนาดเล็กจะถูกพัดพาให้เคลื่อนที่ไปได้ไกลกว่าอนุภาคขนาดใหญ่
การทับถม (Deposit) เกิดขึ้นเมื่อตัวกลางซึ่งทำให้เกิดการพัดพา เช่น กระแสน้ำ กระแสลม หรือธารน้ำแข็ง อ่อนกำลังลงและยุติลง ตะกอนที่ถูกพัดพาจะสะสมตัวทับถมกัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิ ความกดดัน ปฏิกิริยาเคมี และเกิดการตกผลึก หินตะกอนที่อยู่ชั้นล่างจะมีความหนาแน่นสูงและมีเนื้อละเอียดกว่าชั้นบน เนื่องจากแรงกดดันซึ่งเกิดขึ้นจากน้ำหนักตัวทับถมกันเป็นชั้นๆ

ประเภทของหินตะกอน

            จำแนกหินตะกอนตามลักษณะการเกิดออกเป็น 3 กลุ่มคือ

1.1   หินตะกอนอนุภาค (Clastic rocks) ได้แก่

          หินกรวดมน (Congromorate) เป็นหินเนื้อหยาบเกิดจากตะกอนซึ่งเป็นหิน กรวด ทราย ที่ถูกกระแสน้ำพัดพามาอยู่รวมกัน สารละลายในน้ำใต้ดินทำตัวเป็นซิเมนต์ประสานให้อนุภาคใหญ่เล็ก

 เหล่านี้ เกาะตัวกันเป็นก้อนหิน

              หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง เกิดจากการทับถมตัวของทราย มีองค์ประกอบหลักเป็นแร่ควอรตซ์ คนโบราณใช้หินทรายแกะสลัก สร้างปราสาท และทำหินลับมีด

     หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคทรายแป้งและอนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นชั้นบางๆ ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยชั้น (ฟอสซิลมีอยู่ในหินดินดาน)   ดินเหนียวที่เกิดดินดานใช้ทำเครื่องปั้นดินเผา

1.2  หินตะกอนเคมี (Chemical sedimentary rocks) ได้แก่

       หินปูน (Limestone) เป็นหินตะกอนคาร์บอเนต เกิดจากการทับถมของตะกอนคาร์บอเนตในท้องทะเล ทั้งจากสารอนินทรีย์ และซากสิ่งมีชีวิต เช่น ปะการัง และกระดองของสัตว์ทะเล ซึ่งทับถมกันภายใต้ความกดดันและตกผลึกใหม่เป็นแร่แคลไซต์จึงทำปฏิกิริยากับกรด   หินปูนใช้ทำเป็นปูนซิเมนต์ และใช้ในการก่อสร้าง

     หินเชิร์ต (Chert) หินตะกอนเนื้อแน่น แข็ง เกิดจากการตกผลึกใหม่   เนื่องจากน้ำพาสารละลายซิลิกาเข้าไปแล้วระเหยออก ทำให้เกิดผลึกซิลิกาแทนที่เนื้อหินเดิม   หินเชิร์ตมักเกิดขึ้นใต้ท้องทะเล   เนื่องจากแพลงตอนที่มีเปลือกเป็นซิลิกาตายลง เปลือกของมันจะจมลงทับถมกัน   หินเชิร์ตจึงปะปะอยู่ในหินปูน
     1.3  หินตะกอนอินทรีย์ (Organic sedimentary rocks) ได้แก่

ถ่านหิน(Coal) เกิดจากการทับถมของซากพืชที่ยังเน่าเปื่อยไม่หมด เนื่องจากสภาวะออกซิเจนต่ำ สภาวะเช่นนี้เกิดตามห้วยหนองคลองบึง ในแถบภูมิอากาศแบบเส้นศูนย์สูตร การทับถมทำให้เกิดการแรงกดดันที่จะระเหยขับไล่น้ำและสารละลายอื่นๆออกไป ถ้ามีปริมาณคาร์บอนมากขึ้นถ่านหินจะยิ่งมีสีดำ ลิกไนต์(Lignite)เป็นถ่านหินคุณภาพปานกลาง แอนทราไซต์(Anthracite) เป็นถ่านหินคุณภาพสูง

   3. หินแปร (Metamorphic rocks)

หินแปร คือหินที่แปรสภาพไปจากโดยการกระทำของความร้อน แรงดัน และปฏิกิริยาเคมี หินแปรบางชนิดยังแสดงเค้าเดิม บางชนิดผิดไปจากเดิมมากจนต้องอาศัยดูรายละเอียดของเนื้อใน หรือสภาพสิ่งแวดล้อมจึงจะทราบที่มา อย่างไรก็ตามหินแปรชนิดหนึ่งๆ จะมีองค์ประกอบเดียวกันกับหินต้นกำเนิด แต่อาจจะมีการตกผลึกของแร่ใหม่ เช่น หินชนวนแปรมาจากหินดินดาน หินอ่อนแปรมาจากหินปูน เป็นต้น

หินแปรส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระดับลึกใต้เปลือกโลกหลายกิโลเมตร ที่ซึ่งมีความดันสูงและอยู่ใกล้กลับหินหนืดร้อนในชั้นแอสทีโนสเฟียร์ แต่การแปรสภาพในบริเวณใกล้พื้นผิวโลกเนื่องจาก

สิ่งแวดล้อมโดยรอบก็คงมี นักธรณีวิทยาแบ่งการแปรสภาพออกเป็น 2 ประเภท คือ

         1. การแปรสภาพสัมผัส (Contact metamorphism) เป็นการแปรสภาพเพราะความร้อน เกิดขึ้น ณ บริเวณที่หินหนืดหรือลาวาแทรกดันขึ้นมาสัมผัสกับหินท้องที่ ความร้อนและสารจากหินหนืดหรือลาวาทำให้หินท้องที่ในบริเวณนั้นแปรเปลี่ยนสภาพผิดไปจากเดิม

         2. การแปรสภาพบริเวณไพศาล (Regional metamophic) เป็นการแปรสภาพของหินซึ่งเกิดเป็นบริเวณกว้างใหญ่ไพศาลเนื่องจากอุณหภูมิและความกดดัน โดยปกติการแปรสภาพแบบนี้จะไม่มีความเกี่ยวพันกับมวลหินอัคนี และมักจะมี “ริ้วขนาน” (Foliation) จนแลดูเป็นแถบลายสลับสี บิดเป็นแบบลูกคลื่น ซึ่งพบในหินชีสต์ หินไนส์ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการการตกผลึกใหม่ของแร่ในหิน ทั้งนี้ริ้วขนานอาจจะแยกออกได้เป็นแผ่นๆ และมีผิวหน้าเรียบเนียน เช่น หินชนวน