หินอัคนี (Igneous Rock) เกิดจากอะไร
หินอัคนี (Igneous Rock) เกิดจากการเย็นตัวของหินหนืด (Magma) ดังนั้นจึงถือว่าเป็นหินที่เกิดจากต้นกำเนิด และเป็น 1 ใน 3 ประเภทหินหลัก ที่อยู่ในวัฏจักรหิน
หินอัคนี มีความหลากหลายมาก และมีลักษณะเด่นขึ้นกับหลายปัจจัยในการเกิด แต่ละชนิดมีจุดเด่นแตกต่างกัน และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกัน
หินอัคนีมีความหลากหลายสูง เนื่องจากความหลากหลายของสารประกอบตามธรรมชาติ และกระบวนการเกิด นักวิทยาศาสตร์จริงพยายามจำแนกประเภท และจัดกลุ่มด้วย การเกิด, เนื้อผลึก, แร่, องค์ประกอบทางเคมีและลักษณะสัณฐานของรูปร่างหินอัคนี
- หินอัคนี (Igneous Rock) เกิดจากอะไร
- การจำแนกด้วยลักษณะ หินอัคนี (Igneous Rock) และการเกิด
- การจำแนก หินอัคนี (Igneous Rock) ตามองค์ประกอบทางเคมี และแร่
- หินอัคนี ประเภทเฟลสิค (felsic rock)
- หินอัคนี ประเภทอินเตอร์มีเดียต (Intermediate rock)
- หินอัคนี ประเภทเมฟิก (Mafic rock)
- หินอัคนี ประเภทอัลตราเมฟิก (Ultramafic rock)
- แผนภาพการจำแนกหินอัคนีตามองค์ประกอบทางเคมี เนื้อผลึก แร่และการเกิดหิน พร้อมภาพถ่ายเนื้อหิน
- แผนภาพอธิบายการตกผลึกของแร่ในหินหนืด ด้วยชุดปฏิกิริยาของโบเวน (Bowen’s reaction series)
การจำแนกด้วยลักษณะ หินอัคนี (Igneous Rock) และการเกิด
หากแบ่งตามกระบวนการเกิด สามารถแบ่งได้ 2 แบบเบื้องต้น คือ
หินอัคนีแทรกซอน (Intrusive Igneous Rock)
หินอัคนีแทรกซอน คือ หินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวของหินหนืดภายใต้เปลือกโลก เมื่อหินหนืดแทรกตัวขึ้นมาสู่ชั้นเปลือกโลก เมื่อถึงระดับหนึ่งที่ยังอยู่ใต้เปลือกโลก อุณหภูมิได้ลดลง และเกิดการเย็นตัวเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้เกิดเนื้อผลึกที่มีขนาดใหญ่และเนื้อหินหยาบ แร่องค์ประกอบในหินสามารถแยกได้ด้วยตาเปล่า โดยที่ผลึกแร่ยึดเกาะกันแน่น เนื้อหินจึงแน่นและแข็ง ตัวอย่างหิน เช่น หินแกรนิต (Granite) หินไดออไรต์ (Diorite) หินแกบโบร (Gabbro)
หินอัคนีพุ (Extrusive Igneous Rock)
หินอัคนีพุ คือ หินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวและแข็งตัวของหินหนืดบนผิวโลก เมื่อหินหนืดที่มีอุณหภูมิสูงสัมผัสกับอากาศหรือน้ำบนพื้นผิวโลกทำให้มีการเย็นตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นหินอัคนีพุ เนื้อหินจะมีลักษณะ เนื้อผลึกเล็ก หรือไม่เกิดผลึกเลย อาจมีหรือไม่มีฟองในเนื้อหิน และเนื้อหินละเอียด สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการดันตัวของหินหนืด คือ การเกิดภูเขาไฟปะทุ ซึ่งมีความรุนแรงแตกต่างกันตาม ประเภทของการปะทุของภูเขาไฟ ทำให้บางครั้งนักธรณีวิทยาอาจะเรียกหินอัคนีพุว่า หินภูเขาไฟ (Volcanic rock) ตัวอย่างหินอัคนีพุ เช่น หินบะซอลต์ (Basalt) หินแอนดีไซต์ (Andesite) หินไรโอไลต์ (Rhyolite)
การจำแนก หินอัคนี (Igneous Rock) ตามองค์ประกอบทางเคมี และแร่
หินอัคนี ประเภทเฟลสิค (felsic rock)
หินเฟลสิค (felsic rock) หรือ หินอัคนีสีอ่อน มีความถ่วงจำเพาะที่น้อยกว่า 3 เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดกรด (acidic magma) มี silica (SiO2) ประมาณ 65-75 w% มี Fe, Mg, Ca ต่ำและ K, Na สูง ก่อนแข็งตัวเป็นพวกหินหนืดไรโอไลต์ (rhyolitic magma) หินเฟลสิก (felsic หรือ acid rock) มีสีจางเพราะมีควอตซ์ (quartz) และเฟลด์สปาร์ (feldspar) มาก
ตัวอย่างหินเฟลสิค เช่น หินแกรนิต(granite) หินไรโอไลต์(rhyolite)
* คําว่า Felsic มาจาก felspar + lenad (feldspathoid) + silica + c
* feldspathoid คือ
หินอัคนี ประเภทอินเตอร์มีเดียต (Intermediate rock)
หินอินเตอร์มีเดียต (Intermediate rock) มีสีไม่เข้มและไม่จาง เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดปานกลาง (intermediate magma) มี silica (SiO2) ประมาณ 55-65 w% มี Fe, Mg, Ca, K, Na ในปริมาณปานกลาง ก่อนแข็งตัวเป็นพวกหินหนืดแอนดีไซต์ (andesitic magma) หินอินเตอร์มีเดียต (Intermediate rock) มีส่วนประกอบอยู่ ระหว่างหินเฟลสิคกับหินเมฟิก มีควอตซ์เล็กน้อยหรือไม่มีเลย (0-10%) แร่ที่มีมากคือ แพลจิโอเคลส และแร่สีเข้มอย่างแอมฟิโบล และไพรอกซีน (pyroxene) ที่อาจมีถึง 50%
ตัวอย่างหินอินเตอร์มีเดียต เช่น หินไดโอไรต์(diorite) หินแอนดีไซต์(andesite)
หินอัคนี ประเภทเมฟิก (Mafic rock)
หินเมฟิก (Mafic rock หรือ basic rock) มีสีค่อนข้างคล้ำ เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดด่าง (basic magma) มี silica (SiO2) ประมาณ 45-55 w% มี Fe, Mg, Ca สูงและ K, Na ในปริมาณต่ำ ก่อนแข็งตัวเป็นพวกหินหนืดบะซอลต์ (basaltic magma) มีส่วนประกอบโดยประมาณดังนี้ แพลจิโอเคลส 45-70% และแร่ไพรอกซีน(pyroxene) 25-50%
ตัวอย่างหินเมฟิก เช่น หินแกบโบร(gabbro) หินบะซอลต์(basalt)
*คําว่า mafic มาจากแมกนีเซียม (magnesium) + เฟอร์ริก (ferric)
หินอัคนี ประเภทอัลตราเมฟิก (Ultramafic rock)
หินอัลตราเมฟิก (Ultramafic rock หรือ ultrabasic rock) ปกติมักมีสีเขียวหรือดำ เป็นหินที่เกิดจากหินหนืดด่างจัด (ultrabasic magma) มี silica (SiO2) น้อยกว่า 45% มี Fe, Mg, Ca ในปริมาณสูงมาก และ K, Na ในปริมาณต่ำมาก ก่อนแข็งตัวเป็นพวกหินหนืดโคมาทิไอต์ (komatiite magma) หินอัลตราเมฟิกประกอบด้วยแร่ไพรอกซีน (pyroxene) และโอลิวีน (olivine) เป็นส่วนใหญ่
ตัวอย่างหินอัลตราเมฟิก เช่น หินโคมาทิไอต์(komatiite) หิน เพอริโดไทต์ (peridotite)
แผนภาพการจำแนกหินอัคนีตามองค์ประกอบทางเคมี เนื้อผลึก แร่และการเกิดหิน พร้อมภาพถ่ายเนื้อหิน
ขอบคุณรูปภาพจาก Woudloper, via Wikimedia Commons
แผนภาพอธิบายการตกผลึกของแร่ในหินหนืด ด้วยชุดปฏิกิริยาของโบเวน (Bowen’s reaction series)
Ref. Understanding Earth 7th Edition, John P. Grotzinger และ John P. Grotzinger
Tips
IUGS classification คือการจําแนกหินอัคนีของ International Union of Geological Sciences ซึ่งแบ่งเป็น 3 กรณี คือ
(1) หากสามารถประมาณสัดส่วนของแร่ประกอบหิน 5 กลุ่ม คือ ควอรตซ์ (quartz) อัลคาไล เฟลด์สปาร์ (alkali feldspars) แพลจิโอเคลส (plagioclase) เฟลด์สปาร์ธอยด์ (feldspathoids) และแร่สีเข้ม (mafites) ได้ และแร่สีเข้มมีปริมาณน้อยกว่าร้อยละ 90 ให้ใช้แผนภาพ QAPF ในการจําแนก
(2) คล้ายกับกรณีแรก แต่แร่สีเข้มมีปริมาณตั้งแต่ ร้อยละ 90 ขึ้นไปให้ใช้ แผนภาพหินอัลทราเมฟิก (ultramafic rock) ในการจําแนก
(3) หินอัคนีภูเขาไฟ ที่ไม่สามารถประมาณปริมาณแร่ประกอบหินได้ จําเป็นต้องอาศัยการวิเคราะห์ธาตุประกอบหลักทางเคมี ให้ใช้แผนภาพ TAS ในการจําแนก
Ref. หนังสืออภิธานศัพท์ธรณีวิทยา โดย กรมทรัพยากรธรณี และสมาคมธรณีวิทยาแห่งประเทศไทย
