เนื้อหา

     หินที่พบมากสุดในบริเวณแหล่งเรียนรู้ลานหินแตก และลานหินปุ่ม คือหินทราย(ชนิดหนึ่งของหินตะกอน)เนื้อหาในส่วนนี้จะกล่าวถึงการเกิด การจำแนก และลักษณะของหินทรายที่พบในพื้นที่แหล่งเรียนรู้ ตามลำดับ

การเกิดหินทราย
     หินทรายเป็นหินที่เริ่มต้นการเกิดจากกระบวนการทางธรณีที่เกิดบนผิวโลก หินทุกประเภทบริเวณผิวโลก หรืออยู่ใต้ผิวโลกที่ไม่ลึกมากนักจะผุพัง แตกหัก กร่อนและ/หรือละลายจาก น้ำฝน หิมะ ลูกเห็บ ธารน้ำ ธารน้ำแข็ง หรือลม ที่เป็นตัวกลาง รวมถึงสิ่งมีชีวิต ซึ่งกระบวนการที่เกิดขึ้นมีแรงโน้มถ่วงเป็นปัจจัย สำหรับเนื้อหาเกี่ยวกับหินทรายนี้ จะยกตัวอย่างหินทรายที่กำเนิดโดยมีธารน้ำเป็นตัวกลาง

     เศษหินที่หลุดจากแหล่งกำเนิด เรียกโดยรวมว่า “ตะกอน” ซึ่งตะกอนเหล่านี้จะถูกพาออกจากหินต้นกำเนิด จากตัวกลางประเภทต่างๆ เช่น ห้วย ธารน้ำ แม่น้ำ ธารน้ำแข็ง ลม และกระแสน้ำขึ้นน้ำลง เป็นต้น เมื่อพลังงานของตัวกลางที่พาตะกอนไม่สามารถจะพาตะกอน มาได้จะเกิดการสะสมตัวเกิดขึ้น การสะสมตัวของตะกอนจะเริ่มที่ผิวโลก และมีการทับซ้อนจากตะกอนชุดใหม่ เมื่อเวลาผ่านไป(หน่วยล้านปี)ตะกอนจะจมตัวลงลึกอยู่ใต้ผิวโลก และค่อยๆ เปลี่ยนสภาพเป็นหิน เนื่องจากการถูกกดทับ และ/หรือเกิดการเชื่อมประสาน ทำให้ตะกอนแข็งตัวเป็นหิน(ดูรูปที่ 2)

รูปที่ 2: กระบวนการเกิดหินทรายโดยมีธารน้ำเป็นตัวกลาง เริ่มจากกระบวนการผุพัง แตกหัก ของหินบริเวณผิวโลก ต่อมาเศษแร่ และหิน จะถูกธารน้ำพาไปตกตะกอนบริเวณปลายน้ำ

       ตะกอนทรายหรือทราย หมายถึงเศษหิน-แร่ ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.06 – 2 มม. ส่วนใหญ่ประกอบด้วย แร่ควอตซ์ ดูรูปที่ 3

รูปที่ 3: ทรายขนาดต่างๆ ประกอบด้วยทรายละเอียด ทรายขนาดปานกลาง ทรายหยาบ และกรวด (ตะกอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2 มม.

     เมื่อกระแสน้ำมีความเร็วลดลง ตะกอนที่ธารน้ำพามาจะตกทับถมกันบริเวณดังกล่าว อาจเป็นในส่วนของร่องน้ำ สันทรายกลางน้ำ หาดทรายริมน้ำ สบน้ำ และรวมถึงบริเวณที่ธารน้ำไหลลงทะเลสาบ การทับถมของตะกอนที่เกิดต่อเนื่องและใช้เวลานาน สามารถทำกิจกรรมจำลองการเกิดหินตะกอนประเภทที่เกิดจากกระบวนการสะสมตัวของตะกอนโดยมีน้ำเป็นตัวกลางได้ โดยใช้ทรายก่อสร้าง (ไม่ล้าง ไม่คัดขนาด)กรอกใช้ขวดน้ำดื่มใส(สูงประมาณ 2 – 3 ซม.)และใส่น้ำให้ได้ระดับประมาณ 3 ใน 4 ของขวด ต่อจากนั้นให้เขย่าขวดและตั้งทิ้งไว้ สังเกตผลทันทีทิ้งไว้ 0.5, 1 และ 2 ชั่วโมงตามลำดับ
     รูปที่ 4 เป็นผลจากการทำกิจกรรมเมื่อปล่อยให้ทรายตกตะกอนในขวดที่ตั้งในแนวราบ และเอียงขวดสังเกตการตกตะกอนภายในขวด พบว่าตะกอนขนาดใหญ่ตกตะกอนก่อนตะกอนขนาดเล็ก การตกตะกอนจะเกิดเป็นชั้นราบขนานกัน การตกตะกอนพบว่าเกิดความต่อเนื่องในด้านข้าง การจำลองดังกล่าวคล้ายคลึงกับน้ำป่าที่ไหลพาเศษตะกอนที่ปั่นป่วนลงไปสะสมตัวในทะเลสาบ แตกต่างจากการสะสมตัวของตะกอนจากกระแสน้ำที่ไหลตามธารน้ำทั่วไป สำหรับการแข็งตัวเป็นหินตะกอน เป็นกระบวนการที่เกิดใต้ผิวโลก เกิดต่อเนื่องจากกระบวนการสะสมตัว การอัดตัวกันแน่นและการเชื่อมประสานเป็นชนิดหนึ่งของการแข็งตัวเป็นหินทราย การเชื่อมประสานเกิดจากสารละลายที่อยู่ระหว่างช่องว่างของตะกอนตกผลึก วัสดุเชื่อมประสานที่พบในหินตะกอนส่วนมากเป็นควอตซ์ แคลไซต์ และ/หรือสนิมเหล็ก และกระบวนการที่กล่าวถึงนี้ใช้เวลายาวเป็นล้านปี

รูปที่ 4: การตกตะกอนทรายในขวด ที่ตั้งทิ้งไว้เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ภาพบนตั้งขวดในแนวราบ และภาพล่างเอียงขวด

 ลักษณะหินทราย
     ในส่วนนี้จะกล่าวถึงการสังเกตหินทรายที่พบบริเวณแหล่งเรียนรู้ภูหินร่องกล้า โดยจากลักษณะหินและลักษณะโครงสร้าง ดังนี้

ลักษณะหิน
     หินทรายมีเนื้อหินแบบเนื้อประสม ประกอบด้วยเม็ดตะกอนขนาดทราย(0.06–2 มม.)ที่มีความกลมมนพอประมาณ อยู่ชิดติดกัน(เหมือนเนื้อน้ำตาลทรายก้อน) ด้วยเม็ดตะกอนส่วนมากเป็นแร่ควอรตซ์(มีความแข็ง 7) ดังนั้นหินหินทรายจึงเป็นหินที่มีความแข็งเช่นกัน หินทรายที่พบมีสีในโทนสีน้ำตาลเหลือง ส้มเหลือง จนถึงสีแดง บ่อยครั้งที่พบตะกอนขนาดกรวดเกิดปนในหิน(หินทรายปนกรวด) และชั้นหินกรวดมน ดูรูปที่ 5

รูปที่ 5: ชั้นหินทรายสีส้มแดง มีเม็ดกรวดปน และเกิดเป็นแนวไม่ต่อเนื่อง (ด้านล่าง) ปิดทับด้วยชั้นหินกรวดมน และชั้นทรายหยาบ (สีขาวน้ำตาล) (ภาพจากบริเวณผาชูธง แหล่งเรียนรู้ธรณีวิทยาลานหินปุ่ม)

โครงสร้างของหิน (โครงสร้างที่เกิดพร้อมกับการเกิดหินตะกอน)
     โครงสร้างของหินสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือโครงสร้างที่เกิดพร้อมการเกิดหินตะกอนและโครงสร้างหินที่เกิดภายหลังการแข็งตัวเป็นหินแล้ว ในส่วนนี้จะกล่าวถึงโครงสร้างที่เกิดพร้อมกับการเกิดหิน ส่วนโครงสร้าง ส่วนโครงสร้างของหินที่เกิดภายหลังการแข็งตัวเป็นหินจะกล่าวในหัวข้อที่ 5 ระนาบแตกในหิน
      ชั้นหินและชั้นเฉียงระดับเป็นโครงสร้างหินที่สังเกตเห็นได้ทั่วไป ภายในแหล่งเรียนรู้ภูหินร่องกล้า
     ชั้นหิน หมายถึงหินชนิดเดียวกันที่เกิดเป็นระนาบต่อเนื่องมีความหนาตั้งแต่ 1 ซม. ไปจนถึง 3 เมตร ถ้ามีความหนาน้อยกว่า 1 ซม. มีชื่อเรียกว่า“ชั้นบาง”โดยทั่วไปในการเกิดหินตะกอนชั้นหินจะวางตัวในระนาบราบขนานไปกับพื้นโลก ลักษณะชั้นหินสังเกตจาก (1)เนื้อหินที่เหมือนกัน (2)ส่วนประกอบหินแบบเดียวกัน และ (3)สีเหมือนกัน(ใช้มากกรณีที่หินเนื้อละเอียด) ลักษณะชั้นหินที่พบในแหล่งเรียนรู้ภูหินร่องกล้าแสดงในรูปที่ 6

 

รูปที่ 6.1: แนวชั้นหิน เกิดการหินทรายที่เกิดเป็นชั้นสลับกัน มีความคงทนต่อการกร่อนไม่เท่ากัน

 

รูปที่ 6.2: ชั้นของหินทรายที่มีความคงทนต่อการกร่อนมากเกิดเป็นสัน ในขณะที่ชั้นที่คงทนน้อยกว่าเกิดเป็นร่อง

          ชั้นเฉียงระดับคือ ชั้นหินที่วางตัวทำมุมกับ ระนาบการวางตัวปกติของชั้นหิน การเอียงเทของชั้นหินเป็นผลจากการตกตะกอนของตะกอนในตอนเกิดหิน มีกระแสน้ำไหล(หรือลมพัด) ทำให้ตะกอนมีการเรียงตัวเอียงไปตามทิศทางของกระแสน้ำ(ลม) ดูรูปที่ 7

รูปที่ 7: ชั้นเฉียงระดับ พบได้ทั่วไปในหินทราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณผาชูธง

 


วีดิทัศน์ เรื่องหินทรายที่ดาษดื่น ตื่นตา ตื่นใจ 1

 


วีดิทัศน์ เรื่องหินทรายที่ดาษดื่น ตื่นตา ตื่นใจ 2