หินตะกอน (sedimentary rock) หรือ หินชั้น คือ หินที่เกิดจากการทับถมของเศษเม็ดตะกอน ที่ได้มาจากการผุพังของหินเดิมที่แก่กว่า โดยแร่ประกอบหินที่สำคัญของหินตะกอน ได้แก่ แร่ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ โดโลไมต์ ยิปซั่มและแร่เฮไลด์ เป็นต้น

ซึ่งด้วยชื่อว่าหินตะกอนและภาพจำเก่าๆ เราก็นึกว่าหินตะกอนต้องมองเห็นตะกอนเป็นเม็ดๆ เชื่อมติดกัน ซึ่งนั่นก็คือหินตะกอนส่วนใหญ่ทั่วไปที่เรียกว่า หินตะกอนเนื้อเม็ด (clastic sedimentary rock) เช่น หินกรวดมนและหินกรวดเหลี่ยม หินทราย หินทรายแป้ง หินดินดาน เป็นต้น

(ซ้าย) หินกรวดมน (ขวา) หินกรวดเหลี่ยม

นอกจากนี้ ก็ยังมี หินตะกอนเคมี (chemical sedimentary rock) ที่เกิดจากการตกสะสมตัวของตะกอนที่ถูกพัดพามาในรูปของสารละลายในน้ำ เช่น หินปูน หินโดโลไมต์ หินอีแวพอไรท์ หินเชิร์ต ฯลฯ

(ซ้าย) หินอีแวพอไรท์ที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติในบริเวณที่มีความเค็มหรือสัดส่วนของเกลือสูง (ขวา) การทำเหมืองเกลือจากน้ำทะเล

แต่ใครเล่าจะไปรู้ว่าในทางธรณีวิทยายังมีหินตะกอนอีกประเภทหนึ่ง ที่ถูกบัญญัติและจำแนกเอาไว้ หินตะกอนชีวภาพ (biological sedimentary rock) คือ หินที่เกิดจากการตกสะสมตัวของตะกอน แต่ตะกอนในที่นี้ไม่ได้หมายถึงเม็ดหิน ดินหรือแร่ แต่กลับเป็นเศษซากของสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ที่ตายลง และตกทับถมกันเป็นชั้นตะกอนซึ่งเมื่อเวลาผ่านไป ตะกอนร่วนจึงถูกกระบวนการต่างๆเข้าจัดการจนทำให้กลายเป็นหินแข็ง นักธรณีวิทยาจึงจำแนกและเรียกชื่อตามที่มาของตะกอนว่า หินตะกอนชีวภาพ (biological sedimentary rock) ซึ่งหินตะกอนชีวภาพที่พบได้โดยทั่วไปหลักๆ ก็จะมีอยู่ 4 ชนิด ได้แก่

1) ถ่านหิน

ถ่านหิน (coal) คือ หินตะกอนที่มีองค์ประกอบเป็นอินทรียวัตถุมากกว่า 60% ของน้ำหนัก การเกิดถ่านหิน (coalification) เกิดจากการตกทับถมของซากพืชซากสัตว์ในสภาพแวดล้อมแบบ ที่ลุ่มชื้นแฉะ (swamp) ซึ่งมีปริมาณออกซิเจนต่ำ ทำให้ซากพืชซากสัตว์ไม่ถูกย่อยสลาย แต่จะอัดรวมกันเป็น พีท (peat) ต่อมาถูกแบคทีเรียย่อยสลายโดยแยกออกซิเจนและไฮโดรเจนออกจากส่วนประกอบ ทำให้คาร์บอนที่เหลือมีปริมาณมากขึ้น ซึ่งโดยปกติถ่านหินจะเกิดเป็น ชั้นถ่าน (seam) โดยมีความหนาโดยเฉลี่ย 50 เซนติเมตร ถึง 30 เมตร

การนำพีทมาใช้ประโยชน์เป็นแหล่งพลังงาน ทั้งในอดีตและปัจจุบัน

ถ่านหินถือเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของโลกและเป็นวัตถุดิบสำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี แต่ถือว่าเป็นเชื้อเพลิงที่สกปรกที่สุด ประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ 49.1% ที่เป็นสาเหตุที่ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น ซัลเฟอร์ออกไซด์ 16.4% ไนโตรเจนออกไซด์ 14.8% ที่ทำให้เกิดฝนกรด

(บน) ที่ลุ่มชื้นแฉะ (swamp) และตัวอย่างพีท (peat) (ล่าง) ชั้นถ่าน (seam) และตัวอย่างถ่านกิน (coal)

ถ่านหินจำแนกตามปริมาณธาตุคาร์บอนและค่าพลังงานความร้อนเป็น 4 ชนิด (ตาราง) คือ 1) ลิกไนต์ (lignite) 2) สับบิทูมินัส (subbituminous) 3) บิทูมินัส (bituminous) และ 4) แอนทราไซต์ (anthracite) โดยลิกไนต์ให้ความร้อนต่ำที่สุด และแอนทราไซต์ให้ความร้อนสูงที่สุด

ชนิด สี คาร์บอน น้ำ (%) อุณหภูมิ (oC) ไอระเหย (%)
พีท (peat) น้ำตาล 15 75 50 10
ลิกไนต์ (lignite) น้ำตาลเข้ม 30 45 70 25
สับบิทูมินัส (subbituminous) ดำ 40 25 75 35
บิทูมินัส (bituminous) ดำ 45-86 5-15 85 20-30
แอนทราไซต์ (anthracite) ดำ 86-98 5-10 95 5
คุณสมบัติของถ่านหินชนิดต่างๆ

2) หินชอล์ก

หินชอล์ก (chalk) เป็นหินเนื้อละเอียดคล้ายกับดินสีขาว มีเนื้อพรุนร่วน เกิดจากการสะสมตัวกันของจุลินทรีย์และสาหร่ายที่มีเนื้อปูนในทะเลน้ำตื้น

หินชอล์ก (chalk)

3) ไดอะตอมไมท์

ไดอะตอมไมท์ (diatomite) หรือ ดินเบา มีรูพรุนมาก คล้ายกับหินชอล์ก เกิดจากการทับถมของซากไดอะตอม ซึ่งเป็นพืชเซลเดียวขนาดเล็ก 2-2,000 ไมครอน พบในแหล่งน้ำทั่วโลกทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม

ไดอะตอมรูปร่างต่างๆ ที่ถ่ายภาพภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Scanning Electron Microscopy, SEM) (Tommasi และคณะ, 2017)

4) หินโคคีนา

หินโคคีนา (coquina) เป็นหินเนื้อหยาบมาก มีรูพรุน ประกอบด้วยซากสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ซึ่งอาจเป็นเปลือกหอย ปะการังและเศษชิ้นส่วนของอินทรียวัตถุอื่นๆ

หินโคคีนา (coquina)

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

Share: