Learn

วัฏจักรของหิน (Rock Cycle)

หิน (rock) หมายถึงวัสดุที่เป็นของแข็งซึ่งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยส่วนใหญ่เป็นสารอนินทรีย์ซึ่งประกอบด้วย แร่ชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดรวมตัวกัน แต่ในบางกรณีอาจมีอินทรียวัตถุร่วมด้วย เช่น ถ่านหิน (coal) โดยหินที่กระจายอยู่ตามพื้นที่ต่างๆ ของโลกจะมีความแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุต้นกำเนิดและสภาพแวดล้อมของการเกิดหินดังกล่าว โดยนักธรณีวิทยาจำแนกหินในเบื้องต้นตามกระบวนการเกิดออกเป็น 3 ชนิด คือ

หินแกรนิต (granite) ซึ่งเป็นหนึ่งใน หินอัคนีภูเขาไฟ (volcanic rock) ที่ประกอบไปด้วยแร่หลากหลายชนิดที่ตกผลึกมาจากแมกมา เช่น แร่เฟลด์สปาร์ แร่ควอตซ์ และแร่ไบโดไทต์

1) หินอัคนี (igneous rock) คือ หินที่เกิดจากการเย็นและตกผลึกของแมกมา (magma) ซึ่งแร่ประกอบหินที่สำคัญของหินอัคนี ได้แก่ แร่ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ไมกา ไพรอคซีน แอมฟิโบลและแร่โอลิวีน เป็นต้น นักธรณีวิทยาจำแนกหินอัคนีตามรูปแบบและสถานที่การเย็นตัวออกเป็น 2 ประเภทค คือ

  • หินอัคนีที่เกิดจากการปะทุมาบนพื้นผิวโลก ที่เรียกว่า หินอัคนีภูเขาไฟ (volcanic rock) หรือ หินอัคนีปะทุ (extrusive rock) ได้แก่ หินไรโอไรท์ (rhyolite) หินแอนดิไซท์ (andesite) และ หินบะซอลต์ (basalt) และ
  • หินอัคนีที่เกิดจากการแทรกดันและเย็นตัวอยู่ภายในแผ่นเปลือกโลก ที่เรียกว่า หินอัคนีบาดาล (plutonic rock) หรือ หินอัคนีแทรกดัน (intrusive rock) ได้แก่ หินแกรนิต (granite) หินไดโอไรท์ (diorite) และ หินแกบโบร (gabbro)
ตัวอย่างหินอัคนี (ซ้าย) หินแกรนิต (ขวา) หินบะซอลต์

2) หินตะกอน (sedimentary rock) หรืออาจเรียกว่า หินชั้น คือ หินที่เกิดจากการทับถมของตะกอนซึ่งเกิดจากการผุพังของหินที่มีอายุแก่กว่า โดยแร่ประกอบหินที่สำคัญของหินตะกอน ได้แก่ แร่ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ โดโลไมต์ ยิปซั่มและแร่เฮไลด์ เป็นต้น และจากความแตกต่างของกระบวนการตกสะสมตัวของตะกอนและชนิดของวัสดุที่ตกสะสมตัว นักธรณีวิทยาได้จำแนกหินตะกอนออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ

  • หินตะกอนเนื้อเม็ด (clastic sedimentary rock) เช่น หินกรวดมนและหินกรวดเหลี่ยม (conglomerate and breccia) หินทราย (sand stone) หินทรายแป้ง (slit stone) หินดินดาน (shale) และ หินโคลน (mudstone)
  • หินตะกอนเคมี (chemical sedimentary rock) เช่น หินปูน (limestone) หินโดโลไมต์ (dolomite) หินอีแวพอไรท์ (evaporite) และ หินเชิร์ต (chert)
  • หินตะกอนชีวภาพ (biological sedimentary rock) เช่น ถ่านหิน (coal) หินชอล์ก (chalk) ไดอะตอมไมท์ (diatomite) หรือดินเบา และ หินโคคีนา (coquina)
ตัวอย่างหินตะกอน (ซ้าย) หินกรวดมน (ขวา) หินทราย

หินปูน (limestone) คือ หินตะกอนเคมี และ

ถ่านหิน (coal) คือ หินตะกอนชีวภาพ (Biological Sedimentary Rock)

3) หินแปร (metamorphic rock) คือ หินที่แปรสภาพไปจากหินเดิม ทั้งจากหินอัคนี หินตะกอนรวมทั้งหินแปร โดยการกระทำของความร้อน ความดัน และปฏิกิริยาเคมีโดยการแปรสภาพหินเกิดในรูปของแข็งโดยไม่มีการหลอมละลายซึ่งแร่ประกอบหินที่สำคัญของหินแปร ได้แก่ แร่ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ไมกา การ์เนต ไพรอคซีนและแร่ไคยาไนต์ เป็นต้น โดยนักธรณีวิทยาจำแนกหินแปรตามลักษณะโครงสร้างหรือเนื้อหินได้ 2 ชนิด คือ

  • หินแปรริ้วลาย (foliated metamorphic rock) ซึ่งหมายถึงหินแปรที่มีลักษณะการจัดเรียงตัวของแร่หรือเนื้อหินไปในแนวหนึ่งแนวใดโดยเฉพาะและเห็นได้ชัด เช่น หินชนวน หรือ หินกาบ (slate) หินฟิลไลต์ (phyllite) หินชีสต์ (schist) และ หินไนส์ (gneiss)
  • หินแปรไร้ริ้วลาย (non-foliated metamorphic rock) ซึ่งหมายถึง หินแปรที่ไม่แสดงการจัดเรียงตัวของแร่ไปในแนวใดที่ชัดเจน เกิดจากผลึกแร่ที่ตกผลึกใหม่เกาะประสานยึดเกี่ยวกัน เช่น หินควอร์ตไซต์ (quartzite) หินอ่อน (marble) หินฮอนเฟลส์ (hornfels) และ หินแอมฟิโบไลต์ (amphibolite)
ตัวอย่างหินแปร (ซ้าย) หินไนส์ (ขวา) หินควอร์ตไซต์

จากรูปด้านล่าง แสดงให้เห็นว่าหินสามารถเปลี่ยนแปลงไป-มา เป็นหินชนิดอื่นหรือหินชนิดเดิมได้ เรียกว่า วัฏจักรหิน (rock cycle) ซึ่งการเกิดหินชนิดใหม่ในแต่ละชนิดต้องผ่านกระบวนการเฉพาะตัว ได้แก่

วัฏจักรหิน (rock cycle)

เกร็ดความรู้

นอกจากหินทั้ง 3 ชนิดหลักๆ ในธรรมชาติเรายังสามารถพบหินก้อนเดียวกันที่ผสมกันของหิน 2 ชนิดได้ด้วย เรียกว่า หินมิกมาไทต์ (migmatite) ซึ่งหมายถึง หินที่ประกอบด้วยหินแกรนิตและหินไนส์ รวมอยู่ในก้อนเดียวด้วยกัน เกิดจากระดับอุณหภูมิและความดันนั้นเกินขอบเขตการแปรสภาพ ทำให้เกิดการหลอมละลายบางส่วนของแร่สีขาวเป็นส่วนใหญ่และสีดำบางส่วน โดยหินมิกมาไทต์เกิดได้ 2 กรณี คือ

  • หินเดิมเป็นหินแกรนิตและบางส่วนถูกแปรสภาพกลายเป็นหินหินไนส์ใหม่อยู่ร่วมกับหินแกรนิตเดิม หรือ
  • หินเดิมเป็นหินไนส์และเกิดการหลอมลายบางส่วนเป็นหินแกรนิตใหม่อยู่ร่วมกับหินไนส์เดิม

หินมิกมาไทต์ (migmatite) ถือเป็นขอบเขตสูงที่สุดของการแปรสภาพหิน และเป็นหินที่แสดงถึงความไม่คงที่ของอุณหภูมิในการแปรสภาพหินในพื้นที่นั้น

หน้าตาของ หินมิกมาไทต์ โดยฝั่งซ้ายของหินเป็นหินแกรนิต ฝั่งขวาของหินเป็นหินไนส์ ส่วนเรื่องฝั่งซ้ายแปรไปเป็นฝั่งขวา หรือฝั่งขวาหลอมแล้วตกผลึกใหม่ไปเป็นฝั่งซ้าย การกำหนดอายุทางธรณีวิทยา (geochronology) เท่านั้นที่จะยืนยัน 🙂
Share: