ธรณีวิทยา

posted on 11 Nov 2010 17:29 by pack-sp

 

ประวัติทางธรณีวิทยาของโลก

  

ธรณีประวัติ

                ตั้งแต่โลกเริ่มเย็นตัวลงเมื่อ  4,600  ล้านปีที่แล้ว  มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นเรื่อยมาจนทำให้โลกมีสภาพเช่นปัจจุบัน  การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมีผลทำให้บริเวณที่เคยเป็นทะเลบางแห่งกลายเป็นภูเขา  ภูเขาบางลูกถูกกัดเซาะเป็นที่ราบ  นอกจากนั้นยังมีผลถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต  ซึ่งมีทั้งการดำรงอยู่  การเกิดใหม่  การกลายพันธุ์และการสูญพันธุ์ของพืชและสัตว์ต่าง ๆ ของโลก  การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นทั้งแบบค่อยเป็นค่อยไปและแบบฉับพลันที่เกิดจากแผ่นดินไหว  ภูเขาไฟระเบิด  และแผ่นดินถล่ม  เป็นต้น  สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นข้อมูลที่บอกกล่าวความเป็นมาเกี่ยวกับสภาพและเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีตของโลก  อาจเรียกว่าเป็นประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกซึ่งเราสามารถสืบค้นประวัติเหล่านี้จากหลักฐานและร่องรอยต่าง ๆ  ที่ปรากฏอยู่บนหินหรือบนแผ่นธรณีภาคของโลกข้อมูลทางธรณีวิทยาที่สามารถอธิบายความเป็นมาของพื้นที่ในอดีต  ได้แก่  อายุทางธรณีวิทยา  ซากดึกดำบรรพ์  โครงสร้างและการลำดับชั้นหิน  เป็นต้น 

อายุทางธรณีวิทยา

       อายุทางธรณีวิทยา ซึ่งโดยทั่วไปมี 2 แบบ ถ้าเป็นการหาอายุที่ใช้วิธีเทียบเคียงจากการลำดับชั้นหิน ข้อมูลอายุทางธรณีวิทยาของซากดึกดำบรรพ์ที่พบในหินนั้น และลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาของชั้นหิน เรียกว่า อายุเปรียบเทียบ แต่ถ้าเป็นการหาอายุของชั้นหินหรือ  ซากดึกดำบรรพ์โดยตรง โดยใช้วิธีคำนวณจากธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในหิน เรียกว่า อายุสัมบูรณ์

     อายุทางธรณีวิทยา เป็นอายุที่เกี่ยวกับการเกิดของโลก ทุกอย่างที่อยู่ใต้ผิวดินจะเกี่ยวข้องกับธรณีวิทยาทั้งสิ้น จึงต้องมีการให้อายุ เพื่อลำดับขั้นตอน เหตุการณ์ ว่าหิน แร่ ซากดึกดำบรรพ์ที่พบใต้ผิวโลก(จากการเจาะสำรวจ) หรือโผล่บนดินเกิดในช่วงใดเพื่อจะได้หาความสัมพันธ์ และเทียบเคียงกันได้ ถ้าไม่มีอายุ ก็คงจะยุ่งตายห่า ลองนึกภาพสมมุติตัวอย่างของคนซิครับ อายุทางธรณีวิทยาก็หาได้จากการเอาธาตุกัมมันตรังสี มาหาอายุ อีกแบบก็หาจากซากดึกดำบรรพ์ ว่าเป็นสกุลและชนิดใด โดยเปรียบเทียบกับรายงานวิชาการอื่นๆ ซึ่งศาสตร์นี้ต้องอาศัยการสั่งสมประสบการณ์และความเชี่ยวชาญสูง สำหรับหน่วยเราพูดกันเป็นล้านปีครับ น้อยๆ เราไม่ชอบ ต้องมีหน่วยเป็นหลักล้านครับ อายุทางธรณีวิทยานอกจากเป็นตัวเลขแล้ว ก็มีชื่อเรียกด้วย ซึ่งส่วนใหญ่ก็จะใช้ชื่อตามชื่อสถานที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีการพบซากดึกดำบรรพ์ แบบสังเกตการบอกอายุของซากดึกดำบรรพ์หรืออายุหิน สามารถบอกได้ 2 แบบคือ การบอกอายุเชิงเปรียบเทียบ(Relative Age)และการบอกอายุสมบูรณ์(Absolute age)

  อายุเปรียบเทียบ (Realative age)  เป็นอายุหินเปรียบเทียบซึ่งบอกว่าหินชุดใดมีอายุมากหรือน้อยกว่ากัน  อายุเปรียบเทียบหาได้โดยอาศัยข้อมูลจากซากดึกดำบรรพ์ที่ทราบอายุ  ลักษณะการลำดับของชั้นหินต่างๆ  และลักษณะโครงสร้างธรณีวิทยาของหิน  แล้วนำมาเปรียบเทียบกับช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่เรียกว่า  ธรณีกาล (Geologic time)  ก็จะสามารถบอกอายุของหินที่เราศึกษาได้ว่าเป็นหินในยุคไหน  หรือมีช่วงอายุเป็นเท่าใด

การศึกษาเวลาเปรียบเทียบโดยอาศัยหลักความจริง มี อยู่ 3 ข้อคือ
1. กฎการวางตัวซ้อนกันของชั้นหินตะกอน(Law of superposition) ถ้าหินตะกอนชุดหนึ่งไม่ถูกพลิกกลับโดยปรากฏการณ์ทางธรรมชาติแล้ว ส่วนบนสุดของหินชุดนี้จะอายุอ่อนหรือน้อยที่สุด และส่วนล่างสุดจะมีอายุแก่หรือมากกว่าเสมอ
2. กฎของความสัมพันธ์ในการตัดผ่านชั้นหิน(Law of cross-cutting relationship ) หินที่ตัดผ่านเข้ามาในหินข้างเคียงจะมีอายุน้อยกว่าหินที่ถูกตัดเข้ามา
3. การเปรียบเทียบของหินตะกอน(correlation of sedimentary rock) ศึกษาเปรียบเทียบหินตะกอนในบริเวณที่ต่างกันโดยอาศัย
ก. ใช้ลักษณะทางกายภาพโดยอาศัยคีย์เบด(key bed) ซึ่งเป็นชั้นหินที่มีลักษณะเด่นเฉพาะตัวของมันเอง และถ้าพบที่ไหนจะต้องสามารถบ่งบอกจดจำได้อย่างถูกต้องถึงว่าชั้นหินที่วางตัวอยู่ข้างบนและข้างล่างของคีย์เบดจะมีลักษณะแตกต่างกันออกไปในแต่ละบริเวณด้วย

ข. เปรียบเทียบโดยใช้ซากดึกดำบรรพ์(correlation by fossil) มีหลักเกณฑ์คือ ในชั้นหินใด ๆถ้ามีซากดึกดำบรรพ์ที่เหมือนหรือคล้ายคลึงกันเกิดอยู่ในตัวของมันแล้ว ชั้นหินนั้น ๆย่อมมีอายุหรือช่วงระยะเวลาที่เกิดใกล้เคียงกับซากดึกดำบรรพ์ที่สามารถใช้เปรียบเทียบได้ดี เป็นช่วงระยะเวลาสั้น ๆ แต่เกิดอยู่กระจัดกระจายเป็นบริเวณกว้างขวางมากที่สุด ฟอสซิลเหล่านี้เรียกว่า ไกด์ฟอสซิลหรือ อินเด็กฟอสซิล(guide or index fossil)

 

 อายุสัมบูรณ์ (absolute age)  เป็นอายุของหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่สามารถบอกเป็นจำนวนปีที่ค่อนข้างแน่นอน  การหาอายุสัมบูรณ์ใช้วิธีคำนวณจากครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในหินหรือซากดึกดำบรรพ์ที่ต้องการศึกษา  ธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมนำมาหาอายุสัมบูรณ์  ได้แก่  ธาตุคาร์บอน-14  ธาตุโพแทสเซียม-40  ธาตุเรเดียม-226  และธาตุยูเรเนียม-238  เป็นต้น  การหาอายุสัมบูรณ์มักใช้กับหินที่มีอายุมากเป็นแสนหรือล้านปี 

การหาอายุโดยใช้ธาตุกัมมันตรังสีมีประโยชน์ 2 ประการคือ
1. ช่วยในการกำหนดอายุที่แน่นอนหลังจากการใช้ fossil และ Stratigrapy แล้ว
2. ช่วยบอกอายุหรือเรื่องราวของยุคสมัย พรีแคมเบียน(Precambrian) นี้ถูก               เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

ซากดึกดำบรรพ์

                ซากดึกดำบรรพ์  คือ  ซากและร่องรอยของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เคยอาศัยอยู่ในบริเวณนั้น  เมื่อตายลงซากก็จะถูกทับถมและฝังตัวอยู่ในชั้นหินตะกอน  นักธรณีวิทยาใช้ซากดึกดำบรรพ์เป็นหลักฐานบอกกล่าวถึงประวัติความเป็นมาของพื้นที่ต่าง ๆ  ซึ่งสามารถบอกถึงสภาพแวดล้อมในอดีตว่าเป็นบนบกหรือในทะเล  เป็นต้น  นอกจากนั้นซากดึกดำบรรพ์ยังสามารถบอกช่วงอายุของหินชนิดอื่นที่อยู่ร่วมกับหินตะกอนเหล่านั้นได้ด้วย

                ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (Index fossil)  เป็นซากดึกดำบรรพ์ที่บอกอายุได้แน่นอน  เนื่องจากเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีวิวัฒนาการทางโครงสร้างและรูปร่างอย่างรวดเร็ว  มีความแตกต่างกันแต่ละช่วงอายุอย่างเด่นชัด  และปรากฏให้เห็นเพียงช่วงอายุหนึ่งแล้วก็สูญพันธุ์ไป

                ซากดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่จะพบอยู่ในหินตะกอน  ลักษณะที่ปรากฏเป็นซากซึ่งเดิมจะเป็นโครงร่างส่วนที่แข็งของสิ่งมีชีวิตนั้น  โดยทั่วไปพืชและสัตว์จะเปลี่ยนสภาพเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้ต้องมีโครงร่างที่แข็ง  เพราะสารละลายของแร่ต่าง ๆ  ได้แก่  แคลไซต์  โดโลไมต์  ซิลิกา  และสารประกอบเหล็กบางชนิด  เช่น  ฮีมาไทต์แทรกซึมประสานเข้าไปในช่องว่างของซากสิ่งมีชีวิตนั้นได้  ทำให้ซากสิ่งมีชีวิตนั้นทนทานต่อการผุพังกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่ยังคงสภาพเกือบเหมือนเดิมและถูกฝังในชั้นหินตะกอนทันที  เพราะการฝังกลบอย่างรวดเร็วทำให้ซากสิ่งมีชีวิตสามารถชะลอการสลายตัว  ซึ่งวัสดุที่ฝังกลบซากขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้น 

การลำดับชั้นหิน

               โลกเมื่อกำเนิดขึ้นมาแล้วก็มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกระบวนการและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ทางธรณีวิทยา  การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทำให้หินที่ปรากฏอยู่บนเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงทั้งรูปแบบและตำแหน่งที่ตั้ง

                จากหลักการพื้นฐานทางธรณีวิทยาที่เสนอว่า  “ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันล้วนเคยเกิดขึ้นมาแล้วในอดีต”  หรืออาจจะสรุปเป็นคำกล่าวสั้น ๆ ว่า  “ปัจจุบันคือกุญแจไขไปสู่อดีต”

                ในสภาพปกติชั้นหินตะกอนที่อยู่ข้างล่างจะสะสมตัวก่อน  มีอายุมากกว่าชั้นหินตะกอนที่วางทับอยู่ชั้นบนขึ้นมา  หินดินดานเป็นหินที่มีอายุมากที่สุด  หินปูนเกิดสะสมก่อนหินกรวดมน  และหินทรายมีอายุน้อยที่สุด

                ต่อมาเมื่อเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงอาจเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาค  แผ่นดินไหว  หรือภูเขาไฟระเบิด  ทำให้ชั้นหินที่อยู่ในแนวราบเกิดเอียงเทไป  ซึ่งในปัจจุบันเรามักจะพบชั้นหินที่มีการเอียงเทเสมอ

                รอยคดโค้ง  รอยชั้นไม่ต่อเนื่องที่เกิดขึ้นในหิน  มีความสำคัญต่อการลำดับชั้นหินตะกอน  แต่ในกรณีที่ไม่มีชั้นหินและซากดึกดำบรรพ์ปรากฏให้เห็น  จะต้องนำโครงสร้างทางธรณีที่เกิดขึ้นในหินทุกชนิดที่เกิดร่วมกันมาพิจารณาหาความสัมพันธ์

                นอกจากนั้นรอยเลื่อนรูปแบบต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในหิน  ทำให้ชั้นหินเอียงเทและเคลื่อนออกจากตำแหน่งเดิม  ก็สามารถที่จะนำมาใช้เป็นหลักฐานในการลำดับชั้นหินได้

                การศึกษาธรณีประวัตินอกจากจะทำให้เรารู้ความเป็นมาของแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่แล้ว  ผลจากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์  และการลำดับชั้นหินให้เป็นหมวดหมู่ตามอายุของซากนั้น  ทำให้สามารถจำกัดขอบเขตของหินได้ชัดเจนขึ้น  ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ในการวางแผนพัฒนา  และใช้ประโยชน์จากพื้นที่ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม  และยังใช้ในการสำรวจหาทรัพยากรธรณี  ทั้งนี้เพราะหินแต่ละช่วงอายุเกิดในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน  และมีทรัพยากรธรรมชาติต่างกันไปด้วย

ประวัติธรณีวิทยาของประเทศไทย

 

โครงสร้างทางธรณีวิทยาของประเทศไทย

                ลักษณะทางธรณีวิทยาของประเทศไทย เป็นโครงสร้างทางธรณีวิทยาแบบโค้งงอ ( Folded Belt ) และถูกตัดด้วยรอยเลื่อน ( Faulte ) และมีการ แทรกซ้อนของหินแกรนิต ตามช่องว่าง ต่อมาบริเวณรอยคดโค้งเหล่านั้น ถูกแปรสภาพด้วยความร้อนและแรงกดดัน ทำให้ชิ้นหินบางส่วนกลายเป็นหินแกรนิต เขตทิวเขาทางภาคเหนือ ภาคตะวันตกและภาคใต้ เป็นภูเขาที่ประกอบด้วยหินชั้นและหินแปรที่เป็นแบบโครงสร้างคดโค้ง (Folded Belt ) ซึ่งส่วนใหญ่มีอายุ ในมหายุคพาลีโอโซอิก ( Palaozoie ) ที่ราบสูงภาคตะวันออกเฉียงเหนือเป็นบริเวณที่ประกอบด้วยหินทราย และชั้นหินดินดานของมหายุค พาลีโอโซอิก ( Palaozoie ) ส่วนบริเวณตามขอบตะวันตก และตะวันตกเฉียงใต้ของที่ราบสูงโคราช และทิวเขา ภาคตะวันออกจะมีชั้นหินที่มีโครงสร้างโค้งงอ ของมหายุค พาลีโอโซอิก ( Palaozoie ) บริเวณภาคกลางของ ประเทศไทยเป็นแอ่งแผ่นดิน ( Basin ) ขนาดใหญ่เป็นที่สะสมของ ชั้นตะกอน อายุอ่อนคือ ชั้นหินมหายุค ซีโนโซอิค ( Cenozoic ) ซึ่งประกอบด้วยชั้นตะกอนของ ยุคเทอร์เชียรี ( Tertiary ) และตอนบนของชั้นตะกอนเหล่านี้จะถูกปกคลุมทับถม ด้วยตะกอน กรวด หิน ของยุคควอเตอร์นารี( Quaternary )

Comment

Comment:

Tweet

มาตรวจงานแล้วครับ

#1 By ครูวิทย์ (202.143.183.68) on 2010-11-12 10:29