เรียนรู้

5 หลักการ แยกแยะและแปลความการเดินทางของ “เศษหิน”

เศษหิน หรือ ตะกอน (sediment) หมายถึง เศษอนินทรียวัตถุทางธรรมชาติ เช่น แร่ที่ผุพังและถูกพัดพาไปสะสมตัวในพื้นที่ใดๆ ซึ่งจะแตกต่างจาก ดิน (soil) ที่มีองค์ประกอบอื่นๆ ร่วมด้วย เช่น อินทรียวัตถุ น้ำและก๊าซต่างๆ โดยตะกอนหรือหินตะกอนมีประโยชน์อย่างมากในการแปลความสภาพแวดล้อมในอดีต ทั้งจากลักษณะการสะสมตัวและคุณสมบัติต่างๆ ของเม็ดตะกอนที่พบ ซึ่งในเบื้องต้นทาง ตะกอนวิทยา (sedimentology) ตะกอนสามารถจำแนกตามคุณสมบัติต่างๆ ได้ 5 คุณสมบัติหลัก ดังนี้

ตะกอนหลากขนาดและหลายองค์ประกอบ

1) ขนาด

ขนาดตะกอน (grain size) ประเมินจากเส้นผ่านศูนย์กลางโดยเฉลี่ยของเม็ดตะกอน โดย Wentworth  (1922) นำเสนอหลักการจำแนกขนาดตะกอนดังแสดงในตารางด้านล่าง โดยตะกอนแต่ละขนาดก็จะมีชื่อเรียกเฉพาะแตกต่างกันไป ซึ่งขนาดตะกอนเป็นตัวบ่งชี้ระดับความแรงของตัวกลางในการพัดพาตะกอน เช่น ตะกอนขนาดใหญ่ใช้พลังงานสูงในการพัดพา ในขณะที่ตะกอนขนาดเล็กเกิดจากการพัดพาจากตัวกลางพลังงานต่ำอย่างเช่นน้ำไหลเอื่อยๆ เป็นต้น

ขนาดตะกอน ชื่อ
 > 256 มิลลิเมตร ก้อนหินมนใหญ่ (boulder)
64-256 มิลลิเมตร กรวดใหญ่ (cobble)
32-64 มิลลิเมตร กรวดหยาบมาก (very coarse gravel)
16-32 มิลลิเมตร กรวดหยาบ (coarse gravel)
8-16 มิลลิเมตร กรวดหยาบปานกลาง (medium gravel)
4-8 มิลลิเมตร กรวดละเอียด (fine gravel)
2-4 มิลลิเมตร กรวดละเอียดมาก (very fine gravel)
1-2 มิลลิเมตร ทรายหยาบมาก (very coarse sand)
0.5-1 มิลลิเมตร ทรายหยาบ (coarse sand)
0.25-0.5 มิลลิเมตร ทรายหยาบปานกลาง (medium sand)
125-250 ไมโครเมตร ทรายละเอียด (fine sand)
62.5-125 ไมโครเมตร ทรายละเอียดมาก (very fine sand)
3.9-62.5 ไมโครเมตร ทรายแป้ง (silt)
 < 3.9 ไมโครเมตร ดิน (clay)
ตารางจำแนกขนาดตะกอน  (Wentworth, 1922)

2) ความกลม

ความกลม (angularity) หมายถึง สภาพความเหมือนกับทรงกลมของเม็ดตะกอน ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เช่น กรวดที่มีความกลมสูงโดยส่วนใหญ่พบในสภาพแวดล้อมที่เกิดจากการกระทำของลม ส่วนกรวดที่เกิดในสภาพแวดล้อมแม่น้ำมีลักษณะความกลมดีถึงปานกลาง ในขณะที่ธารน้ำแข็ง ตะกอนโดยส่วนใหญ่ไม่ได้สัมผัสหรือขัดสีซึ่งกันและกัน ทำให้มีความกลมน้อย

3) ความมน

ความมน (roundness) หมายถึง สภาพความคมชัดของมุมและขอบของเม็ดตะกอน ซึ่งความมนเกิดจากการขัดสีกันของตะกอนในระหว่างกระบวนการพัดพา ดังนั้นความมนจึงบ่งบอกถึงระยะเวลา ซึ่งสัมพันธ์กับระยะทางในการพัดพาของตะกอน เช่น ตะกอนที่มีความมนมากเกิดจากมีระยะเวลาในการพัดพายาวนานหรือถูพัดพามาไกลจากแหล่งกำเนิดตะกอน เห็นได้จากตะกอนต้นน้ำนั้นโดยส่วนใหญ่มีเหลี่ยมมุมมากกว่าตะกอนปลายน้ำ โดย Energys  (1993) จำแนกความมนของตะกอนเป็น 4 ระดับ ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ความกลมและมนของตะกอน

4) การคัดขนาด

การคัดขนาด (sorting) หมายถึง ความหลากหลายของขนาดตะกอนในแต่ละพื้นที่ ซึ่งขึ้นอยู่กับความถ่วงจำเพาะหรือความหนาแน่นของตะกอน เช่น ทองคำมีความหนาแน่นสูงจะสะสมตัวตามท้องน้ำ ส่วนแร่ไมกาซึ่งมีความหนาแน่นต่ำจะถูกพัดพาไปไกล แต่หากแร่ที่มีความถ่วงจำเพาะใกล้เคียงกัน เช่นแร่ควอตซ์ โดยส่วนใหญ่มีการคัดขนาดตามปริมาตรหรือขนาดของเม็ดตะกอนเป็นหลัก ซึ่งการคัดขนาดขึ้นอยู่กับความคงที่ของระดับพลังงานและระยะเวลาในการพัดพา เช่น พื้นที่ซึ่งมีระดับพลังงานในการพัดพาคงที่และมีระยะเวลาในการพัดพาของตะกอนยาวนาน จะมีการคัดขนาดที่ดีกว่าการพัดพาที่มีพลังงานไม่คงที่หรือพัดพาอย่างทันทีทันใด การคัดขนาดตะกอนจำแนกออกเป็น 5 ระดับ

ระดับการคัดขนาดตะกอน
แบบจำลองการคัดขนาดตะกอนในบริเวณต่างๆ ตามธารน้ำ ต้นน้ำ ตะกอนมีขนาดใหญ่ ความกลมมนน้อย และการคัดขนาดไม่ดี ส่วน ปลายน้ำ ตะกอนมีขนาดเล็ก ความกลมมนสูง และมีการคัดขนาดดีเยี่ยม

5) ปัจจัยการพัดพา

นอกจากนี้ ตะกอนยังสามารถจำแนกหรือแปลความหมายตามชนิดหรือปัจจัยการพัดพา (transportation agent) ได้ดังนี้

  • แรงโน้มถ่วง (gravity) ตะกอนจะแสดงลักษณะของการถูกพัดพาอย่างรวดเร็ว โดยมีเหลี่ยมมุมมาก หลากหลายขนาดและคัดขนาดแย่
  • ลม (wind) ตะกอนคัดขนาดดีมาก และโดยส่วนใหญ่มีเพียงขนาดเดียวตามความแรงโดยเฉลี่ยของลมในพื้นที่ เช่น ทรายหรือทรายแป้ง
  • ธารน้ำ (stream) ตะกอนบริเวณต้นน้ำจะมีขนาดใหญ่ เหลี่ยมมุมมาก คัดขนาดแย่ และเมื่อถูกพัดพาไปยังปลายน้ำ ตะกอนจะมีขนาดเล็กลง มีการคัดขนาดดีขึ้น และถูกขัดสีระหว่างพัดพาจนมีความกลมและมนมากขึ้น
  • ธารน้ำแข็ง (glacier) ธารน้ำแข็งสามารถอมตะกอนทุกขนาดปนไปกับการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อน้ำแข็งละลาย จะเกิดการทับถมกันของตะกอนหลากหลายขนาด คัดขนาดแย่มาก และเนื่องจากตะกอนไม่มีการขัดสีกันระหว่างการพัดพาเหมือนกับการพัดพาโดยน้ำ ตะกอนโดยส่วนใหญ่จึงมีเหลี่ยมมุมมาก เหมือนกับตะกอนที่ไม่เคยผ่านกระบวนการพัดพาของตะกอน
สภาพแวดล้อมการสะสมตัวของตะกอนรูปแบบต่างๆ เช่น เศษหินทลาย ดินลมหอบ แม่น้ำ และธารน้ำแข็ง

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth

Share: