หินตะกอน Sedimentary Rocks

หินตะกอน คือ หินที่เกิดจากการตกตะกอนของเม็ดแร่ที่ได้จากผุพังของหินชนิดใดก็ได้ที่ผิวโลก และถูกพัดพาไปโดยน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง แล้วจับตัวกันแข็งเป็นหิน หรือ เกิดจากการตกตะกอนทางเคมีของสารละลายจากในน้ำ ในลำธาร ทะเลหรือมหาสมุทร เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีหรือการระเหยของน้ำ ที่อุณหภูมิปกติบนผิวโลก

ลักษณะเด่นของหินตะกอน คือการเกิดเป็นชั้น อาจมีซากดึกดำบรรพ์ หรือแสดงลักษณะโครงสร้างของการตกตะกอน

 

ชนิดของหินตะกอน (Types of Sedimentary Rocks)

หินตะกอนสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่

1. หินตะกอนเนื้อเม็ด (Detrital or Clastic Sedimentary Rocks) เป็นหินตะกอนที่เกิดจากตะกอนที่เป็นเม็ดๆ เกิดการแข็งตัวกลายเป็นหิน

2. หินตะกอนเคมี (Chemical Sedimentary Rocks) เป็นหินตะกอนที่เกิดจากการตกตะกอนทางเคมีในน้ำ

3.หินตะกอนชีวเคมี (Biochemical Sedimentary Rocks) เป็นหินที่ต้องอาศัยหรือมีความเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตและปฏิกิริยาเคมีช่วยทำให้เกิดการตกตะกอนหรือเกิดการเปลี่ยนแปลงจนกลายเป็นหิน

 

กระบวนการของการเกิดหินตะกอน

กระบวนการทางธรณีวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเกิดหินตะกอน

1. การผุพัง (Weathering) เป็นกระบวนการที่ทำให้หินแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ หรือเกิดการสลายตัวโดยปฏิกิริยาทางเคมี แต่เศษหินเหล่านี้ยังวางอยู่บนหินเดิม

2. การกัดเซาะ (Erosion) ทางน้ำ ลม ธารน้ำแข็งเมื่อเคลื่อนที่ผ่านชั้นหินจะมีความสามารถในการทำลายหินที่มันเคลื่อนที่ผ่านและพาเศษหินที่หลุดออกมาไปกับตัวมัน

3. การพัดพา (Transportation) เป็นการพัดพาหรือนำตะกอนจากจุดต่างๆให้เคลื่อนที่ไปพร้อมกับตัวกลาง การพัดพาเป็นการทำให้ตะกอนมารวมกัน และเมื่อถึงบริเวณที่เหมาะสมจะเกิดการสะสมตัว

4. การตกตะกอน (Sedimentation หรือ Deposition) เมื่อพลังงานในการพัดพาของตัวกลางลดลงหรือหมดไป ตะกอนที่มากับตัวกลางจะเกิดการตกสะสมตัวของตะกอน

5. การแข็งตัวหรือการกลายเป็นหิน (Lithification) ตะกอนที่มาสะสมตัวจะผ่านกระบวนการที่ทำให้ตะกอนเหล่านี้แข็งตัวและกลายเป็นหินในที่สุด

 

การตกตะกอน (Sedimentation หรือ Deposition)

ปัจจัย 3 ประการที่จำเป็นต้องมีสำหรับกระบวนการตกตะกอน

1. แหล่งให้ตะกอน

2. กระบวนการขนย้ายตะกอน

3. แหล่งสะสมตะกอน

 

การแข็งตัวหรือการกลายเป็นหิน (Lithification)

1. การอัดตัว (Compaction) เกิดกับตะกอนเนื้อเม็ดขนาดเล็กกว่าทราย ช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอนจะค่อยๆลดลงโดยแรงกดของน้ำหนักตะกอนที่กดทับอยู่ด้านบนหรือแรงกดดันที่มาจากการเคลื่อนไหวของเปลือกโลก

2. การเชื่อมประสาน (Cementation) มักเกิดกับตะกอนขนาดใหญ่ ช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอนถูกแทนที่โดยวัสดุเชื่อมประสานที่มากับน้ำที่ซึมผ่านช่องว่างเหล่านี้ในรูปของสารละลายwbr>wbrให้ตะกอนเกาะตัวกลายเป็นหิน วัสดุเชื่อมประสานที่พบมากได้แก่ แคลไซต์ ควอรตซ์ และโดโลไมต์

3.การตกผลึก (Crystallization) เป็นการตกผลึกทางเคมีของแร่จากสารละลายในสภาวะความดันและอุณหภูมิปกติ ทำให้เกิดการจับตัวกันกลายป็นหิน

 

ลักษณะต่างๆที่พบในหินตะกอน

1. การเกิดเป็นชั้น (Bedding) หินตะกอนจะตกตะกอนเป็นชั้นและวางตัวอยู่ในแนวราบ ความหนาของแต่ละชั้นจะสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงสภาวะการตกตะกอนแต่ละชั้น

2. รอยแตกระแหง (Mud Cracks) เกิดเมื่อตะกอนขนาดทรายแป้งและขนาดดินแห้งและหดตัว เกิดเป็นรูปหลายเหลี่ยม เมื่อมีตะกอนอื่นมาปิดทับและแข็งตัวเป็นหิน โครงของรอยแตกระแหงจะถูกรักษาไว้ได้

3. รอยคลื่น (Ripple Marks) เป็นรอยคลื่นเล็กๆที่เกิดบนผิวของพื้นทรายตามชายหาดหรือท้องน้ำ เกิดจากกระแสลม คลื่น กระแสน้ำ เมื่อทรายเหล่านี้แข็งตัว ลักษณะรอยคลื่นจะถูกเก็บรักษาไว้

4. ก้อนโนดูล (Noduls) เป็นก้อนรูปทรงไม่แน่นอนของแร่ที่ไม่เหมือนกับแร่ประกอบหินที่ให้ก้อนโนดูล ส่วนประกอบสำคัญคือ ซิลิกา (เชิร์ต, ฟลินต์) พบมากในหินปูนและโดโลไมต์

5. ก้อนคอนรีชั่น (Concretions) มักเกิดเป็นทรงกลมจากการรวมตัวเป็นแห่งๆของวัสดุเชื่อมประสานที่เชื่อมให้ตะกอนกลายเป็นหิน ได้แก่ แคลไซต์ ซิลิกา เหล็กออกไซต์

6. ก้อนจีโอด (Geodes) มักเป็นทรงกลม ข้างในกลวง เปลือกนอกเป็นแคซิโดนี ภายในเป็นผลึกของแร่วอรตซ์ แคลไซต์ โดโลไมต์ ที่งอกชี้เข้าสู่จุดศูนย์กลางของโพรง

7. ซากดึกดำบรรพ์ (Fossils) เป็นหลักฐานของสิ่งมีชีวิตโบราณ เช่น กระดูกของไดโนเสาร์ เปลือกหอยดึกดำบรรพ์ รอยเท้าสัตว์ที่สูญพันธ์มานานแล้ว หรือรอยพิมพ์ของใบไม้