หินตะกอนเนื้อเม็ด (clastic หรือ detrital sedimentary rock) เกิดโดยการทับถมของตะกอนขนาดต่างๆ และแข็งตัวกลายเป็นหิน หรือ การก่อตัวใหม่ (diagenesis) ซึ่งหมายถึง การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เคมีหรือทางชีวภาพของตะกอน ตั้งแต่ตะกอนเริ่มสะสมตัวจนกระทั่งกลายเป็นหิน ซึ่งกระบวนการก่อตัวใหม่ของตะกอนจนกลายเป็นหินประกอบด้วย 3 กระบวนการหลัก

1) การอัดแน่น (compaction) เกิดจากแรงกดทับของตะกอนที่ทับถมอยู่ด้านบนหรือแรงจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน ทำให้ช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอนลดลง ตะกอนเกาะตัวกันมากขึ้น

2) การเชื่อมประสาน (cementation) เกิดจากตัวเชื่อมประสาน (cement) เช่น แร่แคลไซต์ โดโลไมต์ และแร่ควอตซ์ เข้าไปแทนที่ช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอน ทำให้ตะกอนเชื่อมติดกัน

3) การตกผลึกใหม่ (recrystallization) โดยการตกผลึกของตะกอนเคมีบางชนิดทำให้ตะกอนที่ทับถมกันเกาะตัวแข็งเป็นหิน

แบบจำลองการอัดแน่นและการเชื่อมประสานหินตะกอนเนื้อเม็ด

โดยเนื้อของหินตะกอนเนื้อเม็ดจะประกอบด้วย 1) เม็ดตะกอนขนาดใหญ่ (clast) เช่น แร่ดิน ควอตซ์ เฟล์ดสปาร์ และแร่ไมกา 2) เม็ดตะกอนขนาดเล็ก (metrix) ที่เติมเต็มอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอนขนาดใหญ่ และ 3) ตัวเชื่อมประสาน (cement) เช่น แร่แคลไซต์ เหล็กออกไซด์ และแร่ซิลิกา ซึ่งนักธรณีวิทยาจำแนกหินตะกอนเนื้อเม็ดเป็นหินชนิดต่างๆ ตามขนาดของเม็ดตะกอนขนาดใหญ่เป็นหลัก

1) หินกรวดมนและหินกรวดเหลี่ยม

หินกรวดมนและหินกรวดเหลี่ยม (conglomerate and breccia) คือ หินที่เกิดจากการสะสมตัวของกรวด (gravel) ซึ่งเกิดจากสภาพแวดล้อมการตกตะกอนที่แตกต่างกัน เช่น หินกรวดเหลี่ยมอาจเกิดบริเวณเชิงเขาที่สูงชันหรือ ลานหินตีนผา (talus) หรือบริเวณที่มี เศษหินไหลหลาก (debris flow) ส่วนหินกรวดมนโดยส่วนใหญ่มีแหล่งกำเนิดมาจาก ตะกอนท้องน้ำ (bed load)

(ซ้าย) หินกรวดมน (ขวา) หินกรวดเหลี่ยม

บางครั้งหินกรวดมนและหินกรวดเหลี่ยมอาจเรียกชื่อเฉพาะตามแหล่งกำเนิดของตะกอนได้เช่นกัน เช่น หินทิลไลต์ (tillite) เกิดจากการแข็งตัวของตะกอนธารน้ำแข็งไม่แยกชั้น หรือ ทิลล์ (till) ซึ่งทำให้ได้หินที่มีตะกอนขนาดกรวดปะปนกันอยู่กับตะกอนหลากหลายขนาด

ตะกอนธารน้ำแข็งไม่แยกชั้น หรือ ทิลล์ (till) ภูเขาน้ำแข็ง (iceberg)

ส่วนในกรณีของตะกอนขนาดกรวดที่อยู่ในเนื้อโคลน เรียกว่า หินนิรสถาน (diamictite หรือ drop stone) เกิดจาก ภูเขาน้ำแข็ง (iceberg) ซึ่งอมตะกอนหลากหลายขนาดรวมทั้งตะกอนขนาดกรวด ลอยออกไปกลางมหาสมุทร และเมื่อภูเขาน้ำแข็งละลาย ตะกอนที่อมมาด้วยจมตัวลงพื้นมหาสมุทร ซึ่งโดยปกติพื้นมหาสมุทรมีการสะสมตัวของตะกอนขนาดดินหรือโคลนเป็นหลัก ทำให้เกิดเป็นหินตะกอนขนาดกรวดที่อยู่ในเนื้อโคลนดังกล่าว หรือในกรณีของ กรวดภูเขาไฟ (pyroclastic) หลากหลายขนาดที่ตกทับถมกัน เมื่อแข็งตัวกลายเป็นหิน เรียกว่า หินกรวดภูเขาไฟ (agglomerate) เป็นต้น

(ซ้าย) หินนิรสถาน (ขวา) หินตะกอนภูเขาไฟ

2) หินทราย

หินทราย (sand stone) เกิดจากตะกอนขนาดทราย โดยส่วนใหญ่มีองค์ประกอบเป็นแร่ควอตซ์ แร่เฟลด์สปาร์และ เศษชิ้นหิน (rock fragment) โดยแหล่งที่มาของตะกอนขนาดทรายสามารถเกิดได้จากหลายสภาพแวดล้อม เช่น ทรายตามชายหาดโดยส่วนใหญ่มีเศษเปลือกหอยรวมอยู่ด้วย ทรายจากทะเลทรายจะมีการคัดขนาดที่ดี และโดยส่วนใหญ่มีสีแดงที่เกิดจากกระบวนการออกซิเดชัน เป็นต้น

หินทราย

3) หินทรายแป้ง

หินทรายแป้ง (slit stone) เกิดจากตะกอนขนาดทรายแป้ง ซึ่งมีขนาดอยู่ระหว่างทรายและดิน องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแร่ควอตซ์ แร่เฟลด์สปาร์ พบได้ไม่บ่อยนัก บางครั้งมีความคล้ายกับหินดินดานมาก

หินทรายแป้ง

4) หินดินดาน

หินดินดาน (shale) และ หินโคลน (mudstone) ประกอบด้วยตะกอนละเอียดขนาดดินหรือโคลน โดยส่วนใหญ่เป็นสีเทาหรือดำของอินทรียวัตถุ ที่ตกทับถมกันในสภาพแวดล้อมแบบพลังงานต่ำ น้ำนิ่ง ตะกอนถูกพัดพามาแบบ ตะกอนแขวนลอย (suspended load) หินดินดานโดยส่วนใหญ่มีชั้นบางเป็นแผ่นชัดเจน กะเทาะเป็นแผ่นหรือเป็นกาบได้ง่าย ในขณะที่หินโคลน เป็นเนื้อแน่นไม่มีการแยกชั้นชัดเจน

หินดินดาน
Share: