หินแร่ — 16 July 2008 at 09:51 น.

หินตะกอน : ชนิดและการจำแนก

by

หินตะกอนหรือหินชั้น เป็นหินที่ค่อนข้างที่จะจำแนกได้ง่าย ซึ่งมักสามารถที่จะจำแนกขั้นต้นได้ด้วยตาเปล่า เนื้อหินตะกอนสามารถบอกเรื่องราวของการกำเนิดหรือสภาพแวดล้อมในอดีตกาลได้ เสมือนกับการบันทึกประวัติศาสตร์ ดังนั้นความรู้ความเข้าใจในหินตะกอนนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างมาก การได้ฝึกฝนการจำแนกหินตะกอนอย่างต่อเนื่อง ย่อมทำให้เกิดความแม่นยำ และเสริมความเชี่ยวชาญให้กับนักธรณีในภาคสนาม บทความนี้จะช่วยอธิบายการจำแนกหินตะกอนขั้นต้น ก่อนลุยสนามจริง!

หินตะกอน (Sedimentary rock) คือ หินซึ่งเกิดจากการสะสมของตะกอน (sedimentation) เช่น กรวด ทราย เศษหิน หรือซากพืชและสัตว์ หรือเกิดจากการตกตะกอนทางเคมีในน้ำ แล้วเกิดการแข็งตัว (lithification) กลายเป็นหิน

การแบ่งชนิดของหินตะกอนนั้นเราใช้คุณสมบัติ 3 ประการ คือ การเกิด (origin) เนื้อหิน (texture) และส่วนประกอบ (composition)

การเกิด (Origin) ของหินตะกอนมี 3 แบบ คือ

1. Detrital origin เกิดจากการผุพังและการกัดเซาะ (weathering and erosion) ของหินเดิม ซึ่งจะเป็นหินชนิดอะไรก็ได้ กลายเป็นเม็ดกรวด ทราย หรือดิน แล้วโดนพัดพามาทับถมกัน เมื่อแข็งตัวจะได้หิน อาทิ หินทราย (sandstone) เป็นต้น


2. Chemical origin เกิดจาการตกตะกอน (precipitation) ในแหล่งน้ำธรรมชาติ โดยกรรมวิธีทางเคมี เช่น หินปูน (limestone) เป็นต้น

3. Biochemical (organic) origin เกิดจากการทับถมของซากพืชและสัตว์แล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงจนกลายเป็นหิน เช่น ถ่านหิน หรือมีตะกอนชนิดอื่นมาเชื่อมประสานซากเหล่านั้นจนเป็นหิน เช่น โคควินยา (coquina)

เนื้อหิน (Texture) หินตะกอนมีเนื้อหิน 2 ชนิด คือ

 

1. เนื้อเม็ด (Clastic texture) คือ เนื้อที่ประกอบด้วยเศษหิน และเม็ดแร่ ซึ่งแตก หรือผุพังมาจากหินเดิม หินที่มีเนื้อชนิดนี้ เราเรียกชื่อ โดยอาศัยขนาดของเม็ดแร่ (grain size) เป็นหลัก เราแบ่งขนาดตะกอนตาม Wentworth’s Scale ได้ดังนี้

 

 

กลุ่มกรวด (Gravel) : ขนาดใหญ่กว่า 256 มม. เรียกว่า ก้อนหินมนใหญ่ (boulder)
ขนาดระหว่าง 64-256 มม. เรียกว่า ก้อนหินมนเล็ก (cobble)
ขนาดระหว่าง 4-64 มม. เรียกว่า กรวด (pebble)
ขนาดระหว่าง 2-4 มม. เรียกว่า กรวดเล็ก (granule)
กลุ่มทราย (Sand) : ขนาดระหว่าง 0.062-2 มม. เรียกว่า ทราย (sand)
กลุ่มโคลน (Mud) : ขนาดระหว่าง 0.004-0.062 มม. เรียกว่า ซิลต์ หรือทรายแป้ง (silt)
ขนาดเล็กกว่า 0.004 มม. เรียกว่า ดินเหนียว (clay)

 

 

2. เนื้อผลึก (Nonclastic texture or crystalline texture) คือ เนื้อที่มีลักษณะเป็นผลึกขนาดเล็กยึดเกี่ยวกัน ผลึกที่ขนาดไล่เลี่ยกันทำให้เนื้อแน่นมาก ลักษณะการยึดเกี่ยวของผลึกคล้ายกับในหินอัคนี แต่ส่วนมากจะมีแร่เด่นเพียงชนิดเดียว หินที่มีเนื้อชนิดนี้เกิดจากการตกตะกอนทางเคมีในน้ำ

 

ส่วนประกอบ (Composition) หินตะกอนส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแร่ ซึ่งคงทนภายใต้สภาพอุณหภูมิและความกดดันที่ผิวโลก ส่วนประกอบที่มีมากที่สุดมี 4 ตัว คือ ควอรตซ์ แคลไซต์ แร่ดิน และเศษหิน (rock fragments) นอกจากนี้ก็มีแร่ตัวอื่นๆ อีก อาทิ โดโลไมต์ เฮไลต์ ยิปซัม เชิร์ต และเฟลด์สปาร์

การเกิด
(Origin)

เนื้อหิน
(Texture)

ส่วนประกอบ
(Composition)

ชื่อหิน
(Rock name)

การสะสมของชิ้นตะกอน Detrital

เนื้อเม็ด
Clastic

ขนาดหยาบ (กรวด)
(> 2 มม.)

ก้อนกรวดกลมของหินหรือแร่ต่างๆ เช่น แร่ควอตซ์ เชิร์ต และหินควอตไซต์

Conglomerate
หินกรวดมน

ก้อนกรวดเหลี่ยมของหินหรือแร่ต่างๆ

Breccia
หินกรวดเหลี่ยม

ขนาดปานกลาง (ทราย) (1/16 – 2 มม.)

ส่วนใหญ่เป็นแร่ควอตซ์ อาจมีแร่อื่นปนเล็กน้อย

Sandstone
หินทราย

ขนาดละเอียด (ซิลต์) (1/256 – 1/16 มม.)

ควอตซ์และแร่ดิน

Siltstone
หินทรายแป้ง
(หินซิลต์)

ขนาดละเอียดมาก (ดินเหนียว) (< 1/256 มม.)

ควอตซ์และแร่ดิน

Shale and Mudstone หินดินดานและหินโคลน *หินดินดานจะแสดงแนวแตกถี่ (fissility cleveage)

การตกตะกอนทางเคมี Chemical

เนื้อละเอียดถึงหยาบในเนื้อผลึก

ชิ้นส่วนของเปลือกหอย และ/หรือ เม็ดแร่แคลไซต์ในเนื้อหินปูน

Limestone
หินปูน

เนื้อผลึก
Nonclastic

เนื้อละเอียดถึงหยาบ

แคลไซต์

Limestone
หินปูน

โดโลไมต์

Dolomite or Dolostone
หินโดโลไมต์

เชิร์ตและแร่ซิลิกาอื่นๆ

Chert
หินเชิร์ต

เฮไลต์

Rock salt
หินเกลือ

ยิปซัม

Gypsum
ยิปซัม

การสะสมของอินทรีย์สาร
Organic

เนื้อเม็ด
Clastic

ชิ้นส่วนขนาดหยาบ
(> 2 มม.)

เปลือกหอยและเศษชิ้นส่วนของสัตว์ มีแร่แคลไซต์เป็นตัวเชื่อม หรือประกอบในเนื้อหินปูน

Coquina
โคควินย่า

Fossiliferous limestone
หินปูนซากดึกดำบรรพ์

เนื้อผลึก
Nonclastic

เนื้อแน่น

สารอินทรีย์จากการสลายตัวของพืช

Coal
ถ่านหิน

{glossarbot=enable}