Metamorphism and Metamorphic Rock

สรุปเน้ือหา . แบบฝึกหดั วิทยาศาสตรโ์ ลก 18 หนิ แปร METAMORPHIC ROCK สันติ ภยั หลบลี้

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร วตั ถุประสงค์การเรียนรู้ 1. เพ่อื ทาความเขา้ ใจเก่ยี วกับกระบวนการแปรสภาพหนิ 2. เพ่ือจาแนกระดับและสภาพแวดล้อมการแปรสภาพ 3. เพอ่ื ทราบชนิดหนิ แปร สารบัญ หนา้ 1 สารบญั 2 1. ปจั จัยการแปรสภาพ (Factor of Metamorphism) 7 2. ระดับการแปรสภาพ (Metamorphic Grade) 10 3. สภาพแวดลอ้ มการแปรสภาพ (Metamorphic Setting) 18 4. ชุดแรห่ ินแปร (Metamorphic Facies) 21 5. หินแปรรวิ้ ลาย (Foliated Metamorphic Rock) 27 6. หนิ แปรไรร้ ้ิวลาย (Non-foliated Metamorphic rock) 30 46 แบบฝกึ หัด เฉลยแบบฝึกหดั 1

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร 1 ปจั จยั การแปรสภาพ Factor of Metamorphism การแปรสภาพ (metamorphism) หมายถึง กระบวนการแปรสภาพ หินเดิม (photolith) ทั้งหินอัคนี หินตะกอนหรือหินแปร ให้กลายเป็น หินแปร (metamorphic rock) ซ่ึงเป็นหินชนิดใหม่ โดยท่ีหินไม่หลอมละลายและยังคง สัดส่วนของแร่องค์ประกอบคล้ายกับหินเดิม ซึ่งปัจจัยที่ทาให้หินแปรสภาพใน ขณะทย่ี งั เป็นของแขง็ อยปู่ ระกอบด้วย 3 ปจั จัย คอื (รปู 1) 1) ความดัน (pressure) (รูป 1ก) หากหินได้รับความดันในระดับมาก พอ หินสามารถเปล่ียนรูปและแปรสภาพได้ ซึ่งแหล่งที่มาของความดันมาจาก 2 สาเหตุ คอื 2

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร รูป 1. ปจั จยั ทมี่ ผี ลต่อการแปรสภาพหิน 1.1) ความดันจากน้าหนักกดทับ (confining pressure) (รูป 2) ซึ่ง อาจมาจากน้าหนักของหินด้านบน โดยมีความดันเท่ากันทุกด้านและเพ่ิมขึ้นตาม ความลึกเหมือนกับความดันในสระน้า โดยปกติหินแปรจะเกิดจากความดันชนิดนี้ ในช่วง 1-10 กิโลบาร์ หรือเท่ากับความลึกประมาณ 15 กิโลเมตร ซ่ึงเม็ดแร่ในหิน อาจตอบสนองความดนั โดยการเกิดผลึกใหม่และการก่อตัวขึ้นของแรท่ ี่มีโครงสร้าง อะตอมทอี่ ัดตัวกนั แน่นมากข้ึน และมีความหนาแน่นสูงกวา่ เม็ดแรต่ ง้ั ต้น 1.2) ความดันที่เกิดจากแรงกระทา (stress pressure) (รูป 2) เป็น ความดันท่ีได้รับจากแรงโดยตรง เช่น การเคลื่อนท่ีเข้าหากันและชนกันของแผ่น เปลอื กโลก ทาใหห้ นิ เกดิ การบดิ เบ้ยี ว เสียรปู และมกี ารพฒั นาลวดลายต่างๆ 3

สนั ติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 2) อุณหภูมิ (temperature) (รูป 1ข) แหล่งกาเนิดความร้อนสาคัญที่ ทาให้หินแปรสภาพ ได้แก่ 2.1) มวลแมกมาท่ีแทรกดันขึ้นมาในหินเดิม 2.2) การ เสียดสีจากการเคลื่อนที่ของหิน 2.3) การสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี และ 2.4) การเปล่ยี นแปลงอณุ หภูมิตามความลึก (geothermal gradient) (รปู 3) รปู 2. ชนิดของความดันท่ีเกิดขน้ึ ได้ในธรรมชาติ โดยพลังงานความร้อนทาให้ความแข็งของหินลดลงกลายสภาพเป็น พลาสติก เม่ือพิจารณาร่วมกับแรงดันท่ีเข้ามากระทา อาจทาให้แร่มีการบิดเบ้ียว เรียงตัวใหม่ หรอื อาจเป็นตัวเร่งปฏิกริ ิยาทางเคมีทาให้เกิดการตกผลกึ ใหม่ของแรไ่ ด้ ซึ่งจากหลักการของ ชุดปฏิกิริยาของโบเวน (Bowen’s reaction series) (รูป 4) แร่ทมี่ ีจุดหลอมเหลวตา่ จะแปรสภาพกอ่ น 4

สนั ติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร รูป 3. ก ารเป ล่ี ย น แ ป ล ง อุณหภูมิตามความลึก [Boehler, 1996] รูป 4. ชดุ ปฏกิ ริ ิยาของโบเวน (Bowen’s reaction series) 5

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 3) องค์ประกอบเคมี (chemical composition) (รูป 1ค) โดยมี แหล่งท่ีมาจาก น้าที่ได้รับพลังงานความร้อนใต้พิภพและนาพาสารละลายชนิด ต่างๆ จากใตพ้ ้ืนผิวโลกขึ้นมา แทรกซมึ ไปตามรอยแตกหรือช่องว่างระหว่างเม็ดแร่ เกิดการแลกเปลี่ยนไอออนประจุที่มีอยู่ของหินเดิมทาให้หินแปรสภาพเปลี่ยนเป็น แร่และหนิ ชนดิ ใหม่ (รูป 5) รูป 5. (ก) แบบจาลองการเกิด สารละลายน้าร้อน (hydrothermal solution) (ข) หินท่ีถูกแทรกดนั ด้วยสรละลายน้าร้อน หินนแปร คอื หินทีถ่ ูกแปรสภาพไปแต่ต้องไมม่ กี ารหลอม ละลายหรอื เปล่ยี นสดั ส่วนของแร่องค์ประกอบในหนิ เดมิ 6

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 2 ระดบั การแปรสภาพ Metamorphic Grade 2.1. ระดบั การแปรสภาพ (Metamorphic Grade) ระดับการแปรสภาพ (metamorphic grade) หมายถึง ความรุนแรง ในการแปรสภาพหิน ซ่ึงข้ึนอยู่กับช่วงอุณหภูมิและความดันท่ีหินได้รับ จาแนกได้ จาก แร่บ่งช้ี (mineral index) ชนิดต่างๆ ท่ีเกิดข้ึนได้ในสภาวะเฉพาะตัว โดย นักวิทยาศาสตรแ์ บ่งระดับการแปรสภาพออกเป็น 3 ระดบั คือ (รูป 6) 1) เกรดต่า (low-grade metamorphism) เป็นการแปรสภาพท่ีช่วง อุณหภูมิ 200-350 องศาเซลเซยี ส 2) เกรดปานกลาง (intermediate-grade metamorphism) เป็น การแปรสภาพท่ชี ่วงอุณหภูมิ 350-550 องศาเซลเซียส และ 7

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร 3) เกรดสูง (high-grade metamorphism) เป็นการแปรสภาพที่ช่วง อุณหภมู ิ > 550 องศาเซลเซียส รูป 6. รูปแสดงการแปรสภาพหินดินดาน (shale) ในระดับการแปรสภาพต่างๆ และการเปล่ยี นแปลงของแรป่ ระกอบหนิ 2.2. ววิ ฒั นาการการแปรสภาพ (Metamorphic Evolution) 1) การแปรสภาพก้าวหน้า (prograde metamorphism) คือ การ แปรสภาพท่ีมีการเพ่ิมอุณหภูมิและความดันทาให้หินแปรมีเกรดสูงขึ้น (รูป 7) พบ มากในหนิ ทีอ่ ยูใ่ นบริเวณเทือกเขาท่เี กดิ จากการชนกันของแผ่นเปลือกโลก เชน่ เม่อื มีการเพิ่มข้ึนของอุณหภูมิและความดันแร่ดินในหินดินดานเรียงตัวกลายเป็น หินชนวน (เกรดต่า) ต่อมามีการจดั เรียงจัดเรียงแรไ่ มกาจนกลายเป็นหินหินฟิลไลต์ (เกรดปานกลาง) จากนน้ั แรไ่ มกามพี ฒั นาการเรียงตวั จนผลกึ ใหม่ใหญข่ ้นึ กลายเปน็ 8

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร หินชสี ต์ (เกรดสูง) จนกระท่ังแรไ่ มกาสญู เสีย OH และสลายตัวเกิดการตกผลึกใหม่ เปน็ แร่เฟลดส์ ปาร์ แร่ควอตซ์ และแรอ่ ืน่ ๆ ในหนิ ไนส์ (รูป 7) รปู 7. ระดบั และวิวัฒนาการแปรสภาพหิน 2. การแปรสภาพย้อนกลับ (Retrograde Metamorphism) คอื การ แปรสภาพท่ีลดอุณหภูมิและความดันในการแปรสภาพ รวมกับการเติมเข้ามาของ น้า ทาให้หินแปรเกรดต่าลง (รูป 7) พบในหินแปรเดิมท่ีเคยอยู่ในระดับลึกและถูก กระบวนการธรณีแปรสัณฐานยกตัวให้สงู ขนึ้ ประกอบกับด้านบนของหินมกี ารผพุ ัง ทาใหอ้ ุณหภมู แิ ละความดันลดลงตามลาดับ 9

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร 3 สภาพแวดลอ้ มการแปรสภาพ Metamorphic Setting จากลักษณะการแปรสภาพหินประกอบกับลักษณะทางธรณีวิทยาและ ธรณีแปรสัณฐานท่ีหินแปรชนิดต่างๆ นั้นถูกพบ นักวิทยาศาสตร์จาแนก สภาพแวดลอ้ มของการแปรสภาพเป็น 6 รูปแบบ คอื (รปู 8) 3.1. การแปรสภาพสารละลายนา้ ร้อน (hydrothermal metamorphism) ก า ร แ ป ร ส ภ า พ จ า ก ส า ร ล ะ ล า ย น้ า ร้ อ น (hydrothermal metamorphism) พบมากแถบสนั เขากลางมหาสมุทร โดยน้าทะเลไหลแทรกซึม ลงไปตามแนวรอยแตกของสนั เขากลางมหาสมุทร น้าได้รบั ความร้อนจากมวลแมก มาใตพ้ น้ื ผิวโลกและทาละลายกับหินในแผ่นเปลือกโลกมหาสมทุ ร (รูป 5ก) เกิดเปน็ 10

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร สารละลายน้าร้อน (hydrothermal solution) ท่ีมีไอออนชนิดต่างๆ และก๊าซ จากหินหนืดผสมกัน พุ่งข้ึนมาบนพ้ืนผิวโลกในรูปของ ปล่องควันดาใต้มหาสมุทร (black smoker) (รูป 9ก) ซ่ึงโดยปกติสารละลายน้าร้อนจะมีความว่องไวในการ ทาปฏิกิริยาทางเคมีสูง ดังนั้นจึงเข้าทาปฏิกิริยากับแร่ต่างๆ ในหินท้องที่ซ่ึงถูก สัมผสั กลายเปน็ หินแปรได้งา่ ย รปู 8. สภาพแวดลอ้ มการแปรสภาพหนิ รปู แบบตา่ งๆ รูป 9. (ก) ปลอ่ งควันดาใตม้ หาสมุทร (ข) หนอนทอ่ [NOAA] 11

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร ปลอ่ งควนั ดาใต้มหาสมุทร เปน็ แหลง่ กาเนิดส่ิงมีชีวติ ท่ี แปลกประหลาด เชน่ หนอนท่อ (tube worm) (รปู 9ข) บางคร้ังสารละลายแบบนา้ รอ้ นไม่เพยี งแต่จะทาปฏิกริ ิยาในฐานะที่เป็นตัว ทาละลายในการตกผลึกใหมข่ องหนิ ท้องที่เทา่ นัน้ ยงั นาสารเคมีชนิดใหมเ่ ข้ามารวม กับ ผลึกแร่ที่ เกิดขึ้นใหม่ด้วย เรียกว่า การแป รสภ าพ โดยการแท น ที่ (metasomatism) นอกจากน้ีสภาพแวดล้อมท่ีมีอุณหภูมิสูงและความดันต่า ใน บรเิ วณสนั เขากลางมหาสมทุ ร (mid-oceanic ridge) ยังสามารถทาใหห้ นิ ทอ้ งทนี่ ้ัน เกิดการแปรสภาพได้เช่นกัน เรียกว่า การแปรสภาพบริเวณพ้ืนมหาสมุทร (ocean floor metamorphism) 3.2. การแปรสภาพแบบสมั ผัส (Contact Metamorphism) การแปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism) หรือ การ แปรสภาพแบบความร้อน (thermal metamorphism) เป็นการแปรสภาพที่ เกดิ จากมวลหินอัคนแี ทรกดัน ทาให้หินทอ้ งทส่ี ัมผัสกับมวลหนิ อัคนแี ละได้รับความ รอ้ นสูง 800-1,000 องศาเซลเซยี ส แต่ความดนั ตา่ (รูป 10) เกดิ การแปรสภาพและ ตกผลึกใหม่ของแร่ในบริเวณ ปริมณฑลสัมผัส (Aureole) ของมวลหินอัคนีท่ี แทรกดนั เขา้ มา โดยเกรดการแปรจะตา่ ลงเมื่อหา่ งจากมวลหินอัคนี (รูป 10ก) 3.3. การแปรสภาพจากการเคลอื่ น (Dislocation Metamorphism) การแปรสภาพจากการเคลื่อน (dislocation metamorphism) เกิด จากแรงทางธรณีแปรสัณฐานมากระทาโดยตรงในท่ีแคบๆ เช่น ตามแนวรอยเลื่อน ทีเ่ คล่อื นที่ผา่ นกนั ทาให้หนิ ทอ้ งที่ไดร้ บั ความดนั รุนแรงและถูกแปรสภาพ (รปู 7) 12

สนั ติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร รูป 10. (ก) แบบจาลองการแปรสภาพแบบสัมผัสเน่ืองจากแมกมาแทรกดันข้ึนมา (ข) แนวผนังแทรกชน้ั แทรกดันและแปรสภาพหินข้างเคียงบริเวณเทือกเขา ความตาย (Death Valley) ประเทศสหรฐั อเมริกา [Herrold A.] 13

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร โดยการแปรสภาพจากการเคลื่อนที่เกิดข้ึนได้ 2 รูปแบบ ตามระดับความลึกของ แผ่นเปลือกโลกที่ถูกเฉอื น คือ กรณีการแปรสภาพระดับต้นื (10-15 กิโลเมตร) หิน จะแสดงลกั ษณะเปน็ แบบแขง็ เปราะเมด็ แร่จะถูกบดและขยี้ และทาให้เกิดลักษณะ กรวดเหลี่ยมรอยเลื่อน (fault breccia) (รูป 11ก) หรือ ผงรอยเลื่อน (fault gouge) (รูป 11ข) ในขณะท่กี ารแปรสภาพในระดับลึกลงไป หินจะแสดงลักษณะเหนยี ว โดย หินที่ถูกเฉือนอย่างรุนแรงภายใต้สภาวะหินแบบเหนียวเรียกว่า หินไมโลไนต์ (mylonite) ซ่ึงเกิดจากการเลือ่ นตวั อย่างรุนแรงในแผ่นเปลอื กโลกระดับลึก รูป 11. ผลจากการแปรสภาพจากการเคล่อื น การแปรสภาพจากการเคล่ือน (dislocation metamorphism) หรอื แบบคะตะคลาสติก (cataclastic metamorphism) หรอื แบบพลวตั (dynamic metamorphism) 14

สนั ติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 3.4. การแปรสภาพบรเิ วณไพศาล (Regional Metamorphism) การแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) เป็นการ แปรสภาพจากกระบวนการชนกันของแผ่นเปลอื กโลกทาให้มีการเพ่ิมท้งั ความร้อน และความดันในบริเวณกว้างเป็นภูมิภาค ครอบคลุมพ้ืนท่ี 10-100 ตารางกิโลเมตร เกิดแรงเฉือนและแนวคดโค้งขนาดใหญ่จานวนมาก (รูป 2 และรูป 8) โดยพื้นที่ซึ่ง ถูกแปรสภาพบริเวณไพศาลในอดีต โดยส่วนใหญ่จะเป็นพ้ืนที่ หินฐานทวีป (continental shield) และ ลานเสถียร (stable platform) (รูป 12) ซึ่งเป็น ส่วนที่หลงเหลือมาจากการกัดกร่อนแนวภูเขาในอดีต บางครั้งเรียกว่า การแปร สภาพจากการเกดิ ภเู ขา (orogenic metamorphism) รูป 12. แผนทแ่ี สดงการกระจายตวั ของหินฐานทวปี ลานเสถยี ร และเทือกเขา 15

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 3.5. การแปรสภาพจากการถกู ฝงั (Burial Metamorphism) การแปรสภาพจากการถูกฝัง (burial metamorphism) เกิดจากการ เพ่ิมความดันและความร้อนจากการทับถมของตะกอนในแอ่งตะกอนท่ีฝังอยู่ใต้ดิน โดยไม่มีกระบวนการหินอัคนีเข้ามาสัมพันธ์ ปกติหินจะถูกฝังอยู่ท่ีระดับความลึก โดยประมาณ 8-15 กิโลเมตร ข้ึนอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามความลึกใน แต่ละพ้ืนท่ี เช่น บริเวณอ่าวเม็กซิโกมีตะกอนหนา > 22 กิโลเมตร ทาให้มอี ุณหภูมิ 250-300 องศาเซลเซียส ท่ีฐานของแอ่งตะกอน และน้าหนักท่ีกดทับ หรือ ความ ดันจากน้าหนักกดทับ (confining pressure) (รูป 2) เพียงพอทจี่ ะทาใหเ้ กดิ การ แปรสภาพหนิ ได้ 3.6. การแปรสภาพจากอกุ กาบาตตกกระทบ (impact metamorphism) การแปรสภาพเน่ืองจากการตกกระทบของอุกกาบาต (impact หรือ shock metamorphism) เป็นการแปรสภาพท่ีไม่ค่อยพบในปัจจุบัน แต่ เนื่องจากเคยมีการตกกระทบของอุกกาบตในอดีต หินบางพ้ืนที่จึงแสดงการแปร สภาพเน่ืองจากอุกกาบาต โดยในพ้ืนที่ซ่ึงมีการตกกระทบจะมีความดันสูงที่สุดข้ัว อย่างทันทีทันใด (รูป 13) เมื่อถูกตกกระทบทาให้เกิดแร่ชนิดใหม่ บางคร้ังเกิดการ หลอมละลายบางส่วนของหินในระหว่างการแปรสภาพ ทาให้เกิด หินมิกมาไทต์ (migmatite) ซ่งึ เป็นหนิ ท่ีมที งั้ หินแปรและหนิ อัคนีทเี่ กิดจากการแปรสภาพเกินจดุ หลอมเหลวไปบางสว่ น 16

สันติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร รูป 13. แบบจาลองแสดงพ้ืนท่ีที่มีการแปรสภาพเนื่องจากการตกกระทบของ อุกกาบาตและความแตกต่างของระดับความดันเม่ือห่างจากพ้ืนท่ีตก กระทบ (หนว่ ย GPa) [King D.A.] 17

สนั ติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 4 ชุดแร่หนิ แปร Metamorphic Facies ชุดแร่หินแปร (metamorphic facies) หมายถึง กลุ่มแร่ในหินแปรท่ี เกิดข้ึนในช่วงอุณหภมู ิหรือความดันใดๆ ในแตล่ ะเวลาและสถานที่ นักวทิ ยาศาสตร์ ใชป้ ระโยชน์จากกลุ่มแร่ดังกลา่ ว ในการจาแนกหินแปรท่ลี ะเอียดมากกว่าเกรดการ แปรสภาพ โดยนักวิทยาศาสตร์จาแนกชดุ แรห่ นิ แปรออกเปน็ 6 ชดุ แร่ คือ (รูป 14) 1) ชุดแร่ซีโอไลต์ (zeolite facies) เกิดจาก การแปรสภาพจากการ ถูกฝัง (brial metamorphism) โดยตะกอนท่ีอยู่ลึกลงไปในระดับหนึ่งจะเกิด กระบวนการเกิดหินตะกอน (diagenesis) แต่หากอุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงข้ึน อย่างต่อเน่ือง หินตะกอนดังกล่าวจะถูกแปรสภาพไป ชุดแร่ซีโอไลต์มีแร่โดดเด่น คอื แรซ่ ีโอไลต์ (zeolite) ซึง่ แปรสภาพมาจากแร่พลาจโิ อเคลสและแรแ่ คลไซต์ 18

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร รูป 14. ชุดแร่หินแปร (metamorphic facies) ท่ีเกิดขึ้นในแต่ละระดับอุณหภูมิ และความดัน (ความลึก) 2) ชุดแร่ฮอนเฟลส์ (hornfels facies) เกิดจาก การแปรสภาพแบบ สัมผัส (contact metamorphism) ในบริเวณท่ีมีอุณหภูมิปานกลาง-สูง แต่มี ความดันต่า กลุ่มแร่ท่ีสาคัญคือ 1) กลุ่มแร่แคลไซต์ที่แปรสภาพจากมาจากหินปูน และ 2) กลมุ่ แร่พลาจิโอเคลสทีแ่ ปรสภาพมาจากหนิ ดินดานและหินอคั นี 3) ชุดแร่กรีนชีส (greenschist facies) เกิดจาก การแปรสภาพ บริเวณไพศาล (regional metamorphism) อุณหภูมิต่าความดันปานกลาง กลมุ่ แรโ่ ดดเดน่ เชน่ อัลไบต์ ครอไรด์ ไบโดไทต์ ขน้ึ อยู่กบั ชนิดของหินเดมิ 19

สนั ติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 4) ชุดแร่บลูชีส (blueschist facies) เกิดในบริเวณท่ีมีความดันสูง แต่ มีอุณหภูมติ ่า เปน็ หนิ แปรเกรดสูง โดยมแี ร่โดดเดน่ ไดแ้ ก่ กลอโคเฟน เจดไดต์ ลอว์ โซไนต์และพาราโกไนต์ เป็นตน้ 5) ชุดแร่แอมพิโบไลท์ (amphibolite facies) เกิดจาก การแปร สภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) ที่อุณหภูมิและความดัน ปานกลาง โดยมแี ร่โดดเดน่ คอื ฮอนเบลนด์ 6) ชุดแร่เอคโคลไวต์ (eclogite facies) เกิดในสภาวะที่ความดันสูงถึง สูงมากและอุณหภูมิสูงปานกลาง นักวิทยาศาสตร์เช่ือว่าเกิดจาก การแปรสภาพ บริเวณไพศาล (regional metamorphism) ในบริเวณท่ีแผ่นเปลือกโลกมีการ ชนกัน โดยมีแร่โดดเด่น ได้แก่ แร่การ์เนตแดง แร่ไพรอคซีน บางคร้ังอาจพบแร่รู ไทลแ์ ละแร่สปิเนล เป็นตน้ 7) ชุดแร่แกรนูไลด์ (granulite facies) เกิดจาก การแปรสภาพ บริเวณไพศาล (regional metamorphism) ท่ีอุณหภูมิสูง ความดันปานกลาง ถงึ ค่อนข้างสูง โดยสว่ นใหญ่เกิดในบรเิ วณ หนิ ฐานทวีป (continental shield) 20

สนั ติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 5 หินแปรร้วิ ลาย Foliated Metamorphic Rock นักวิทยาศาสตร์จาแนกหินแปรตามลักษณะโครงสร้างหรือเนื้อหินได้ 2 ชนิด คือ หินแปรร้ิวลาย (foliated metamorphic rock) และ หินแปรไร้ร้ิว ลาย (non-foliated metamorphic rock) โดยหินแปรริ้วลาย หมายถึง หินแปรที่มีลักษณะการจัดเรียงตัวของแร่ หรอื เนื้อหินไปในแนวหนึ่งแนวใดโดยเฉพาะและเห็นได้ชัด (รูป 15) หินแปรชนิดน้ี โดยส่วนใหญ่แปรสภาพจากกระบวนการแปรสภาพหินบริเวณไพศาล ซึ่งมีผลมา จากความดันเปน็ หลัก โดยหนิ แปรร้วิ รายแบง่ ยอ่ ยออกเปน็ 5 ชนิด คือ (รปู 16) 21

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร รปู 15. แบบจาลองการเรียงตัวของแร่เม่ือได้รับความดันจากภายนอกและเกดิ การ แปรสภาพ 5.1. หินชนวน (Slate) หินชนวน หรือ หินกาบ (slate) (รูป 16ก) เกิดจากการแปรสภาพเกรด ต่า ของหินตะกอนเดิมท่ีมีเม็ดตะกอนเล็กและมีแร่ดินจานวนมาก เช่น หินดินดาน หินโคลนหรือหินทรายแป้ง โดยหินชนวนมีหลายสี ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของหิน เดิม เช่น สีดามาจากกลุ่มแร่คาร์บอเนต สีเขียวมาจากกลุ่มแร่ครอไรท์ ส่วนสีแดง มาจากเหล็กออกไซด์ ซึ่งหินชนวนจะมีรอยแตกบางๆ ตั้งฉากกับแนวแรงท่ีบีบอัด เรียกว่า รอยแตกเรียบหินชนวน (slaty cleavage) (รูป 17) ซึ่งเกิดจากการเรียง ตวั เป็นแผน่ ของกลุม่ แร่ไมกา เช่น แรด่ ิน มสั โคไวต์ และแร่ไบโอไทต์ เปน็ ตน้ 22

สนั ติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร รูป 16. หินแปรรว้ิ ลาย (foliated metamorphic rock) (เพ่มิ รปู หนิ มกิ มาไทต์) รูป 17. ลักษณะริ้วลายที่พบในหินแปร 23

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 5.2. หนิ ฟลิ ไลต์ (Phyllite) หินฟิลไลต์ (phyllite) (รูป 16ข) ยังคงเป็นหินแปรเกรดต่า ท่ีถูก พฒั นาการแปรสภาพอย่างต่อเนื่องจากหินชนวนเมื่อได้รับอุณหภูมิสูงข้ึน มีผิวหน้า เรียบเป็นมันขาวกว่าหินชนวน เน่ืองจากมีการเรียงตัวของแร่กลีบหินชัดเจนข้ึน โดยรอยแตกมีลักษณะเป็น คล่ืนลอน (wavy surface) (รูป 17) ต่างจาก หนิ ชนวนซึ่งเป็นแผน่ เรยี บ 5.3. หนิ ชสี ต์ (Schist) หนิ ชีสต์ (schist) (รูป 16ค) เป็นหินแปรเกรดปานกลาง ท่ีถูกแปรสภาพ อย่างต่อเนือ่ งมาจากหินฟิลไลต์ มีการเพ่มิ ขนาดของเมด็ แร่ จนแร่แผ่นมองเหน็ ด้วย ตาเปล่า วางตัวเป็นแนวขนานกันเรียกสภาพเรียงตัวของแร่แบบ แนวแตกหินชีส (schistosity) (รูป 17) มลี กั ษณะเปน็ คล่นื ซึ่งเกิดจากการเรยี งตวั ของแรไ่ มกาและ รวมตวั กันมากขนึ้ เนอ่ื งจากอุณหภูมิ 5.4. หินไนส์ (Gneiss) หินไนส์ (gneiss) (รูป 16ง) เป็นหินแปรเกรดสูง กลุ่มแร่ต่างๆ แยกกัน เป็นแถบไม่ต่อเน่ือง (gneissosity หรือ gneissic band) (รูป 17) โดยมีการ สลบั กันระหว่างแร่สีเขม้ (แร่ไบโอไทต์หรอื แร่แอมฟโิ บล) และสจี าง (แรค่ วอตซแ์ ละ แร่เฟลด์สปาร์) และมีผลึกหยาบกว่าหินชีสต์ซึ่งมองเห็นด้วยตาเปล่า เกิดจากการ จัดเรียงตัวกันใหม่ของแร่ภายใต้แรงเค้นท่ีอยู่ในสภาพอุณหภูมิสูง บางคร้ังแถบไม่ ต่อเน่ืองของหินไนส์มีรูปร่างเหมือนกับดวงตา เรียกว่า ออเกนไนสซ์ (organs gneiss) (รปู 18ก) 24

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร รูป 18. (ก) ออเกนไนสซ์ [http://www.lithotheque.ac-aix-marseille.fr] (ข) หนิ มิกมาไทต์ [www.reddit.com] นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังแบ่งย่อยหินไนส์จากชนิดของหินเดิม ออกเป็น 2 ชนิดคือ หินไนส์ที่แปรสภาพมาจากหินแกรนิต เรียกว่า หินไนส์อัคนี (orthogneiss) และหินไนส์ท่ีแปรสภาพมาจากหินตะกอน เรียกว่า หินไนส์ ตะกอน (paragneiss) 5.5. หินมกิ มาไทต์ (Migmatite) หินมิกมาไทต์ (migmatite) หมายถึง หนิ ท่ีประกอบด้วยหินแกรนิตและ หินไนส์ รวมอยู่ด้วยกัน (รูป 18ข) เกิดจากระดับอุณหภูมิและความดันน้ันเกิน ขอบเขตการแปรสภาพ ทาให้เกิดการหลอมละลายบางส่วนของแร่สีขาวเป็นส่วน ใหญ่และสีดาบางส่วน โดยหินมิกมาไทต์เกิดได้ 2 กรณี คือ 1) หินเดิมเป็น 25

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร หินแกรนิตและบางส่วนถูกแปรสภาพกลายเป็นหินหินไนส์ใหม่อยู่ร่วมกับ หินแกรนิตเดิม หรือ 2) หินเดิมเป็นหินไนส์และเกิดการหลอมลายบางส่วนเป็น หินแกรนติ ใหมอ่ ยรู่ ่วมกบั หนิ ไนสเ์ ดมิ หนิ มกิ มาไทต์ (migmatite) ถอื เป็นขอบเขตสูงที่สดุ ของการแปรสภาพหิน และเป็นหินท่ี แสดงถึงความไมค่ งที่ของอุณหภมู ใิ นการแปรสภาพหินใน พ้ืนทนี่ น้ั 26

สนั ติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร 6 หินแปรไร้รวิ้ ลาย Non-foliated Metamorphic Rock หินแปรไร้ร้ิวลาย (non-foliated metamorphic rock) คือ หินแปร ท่ีไม่แสดงการจดั เรียงตัวของแรไ่ ปในแนวใดท่ีชดั เจน (รูป 19) โดยส่วนใหญเ่ ป็นแร่ ที่มีลักษณะเป็นเม็ดกลม เกิดจากผลึกแร่ที่ตกผลึกใหม่เกาะประสานยึดเก่ียวกัน โดยส่วนใหญ่เกิดจาก การแปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism) โดยหินไร้แปรรว้ิ รายแบง่ ยอ่ ยออกเปน็ 4 ชนิด คอื (รปู 19) 6.1. หินควอร์ตไซต์ (Quartzite) หินควอร์ตไซต์ (quartzite) (รูป 19ก) มีเน้ือหยาบและไม่แสดงร้ิวลาย โดยส่วนใหญ่มีสีขาวถึงสีน้าตาล ประกอบด้วยแร่ควอตซ์ท่ีตกผลึกใหม่ เม็ดแร่โดย 27

สนั ติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร ส่วนใหญ่หลอมละลายและเช่ือมประสานกัน หินเดิมโดยส่วนใหญ่เป็น หินทราย สะอาด (orthoquartzite) รปู 19. หนิ แปรไร้ร้ิวลาย (non-foliated metamorphic rock) 6.2. หนิ ออ่ น (Marble) หิ น อ่ อ น (marble) (รูป 19ข ) มี หิ น ต้ น ก าเนิ ด ม า จ า ก หิ น ปู น ประกอบด้วยแร่แคลไซต์ที่ตกผลึกใหม่ เกิดข้ึนได้ทั้งจาก การแปรสภาพบริเวณ 28

สันติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร ไพ ศาล (regional metamorphism) และ การแป รสภ าพ แบ บ สัมผั ส (contact metamorphism) ซึ่งหินอ่อนจะมีหลายสี ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเดิม ของหนิ เชน่ สีขาว เทา เทาเข้ม เทาปนน้าตาลหรือปนชมพู จนถงึ สีเทาดา ในกรณี ที่ หินปูนมีหินดินดานแทรกสลับช้ันอยู่ (argillaceous limestone) และถูก แปรสภาพแบบสมั ผสั หินแปรท่ีเกิดจากหนิ ปูนในลักษณะนี้ เรยี กว่า หินคัลซลิ ิเกต (calc-silicate rock) 6.3. หินฮอนเฟลส์ (Hornfels) หินฮอนเฟลส์ (hornfels) (รูป 19ค) เป็นหินแปรท่ีมีเน้ือละเอียด ขอบ คม แข็งแน่น โดยส่วนใหญ่มีสีดาจนถึงสีน้าตาล พบอยู่ใกล้แนวสัมผัสกับหินอัคนี โดยสว่ นใหญแ่ ปรสัมผสั มาจากหนิ ดนิ ดานหรือหนิ โคลน 6.4. หินแอมฟิโบไลต์ (Amphibolite) หินแอมฟิโบไลต์ (amphibolite) (รูป 19ง) เป็นหินที่ประกอบด้วยแร่ ฮอนเบลนด์และพลาจิโอเคลส โดยส่วนใหญ่แปรสภาพมาจากหินอัคนี เชน่ หินบะ ซอลต์หรือแกรบโบ มีเนือ้ แน่น ไม่คอ่ ยพบแนวรอยแตก 29

สนั ติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร แบบฝกึ หดั วตั ถปุ ระสงคข์ องแบบฝึกหดั แบบฝึกหัดนี้ มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้ผู้อ่านมีโอกาส 1) ทบทวนเนื้อหา และ 2) คน้ คว้าความรูเ้ พิม่ เติม โดยผ่านกระบวนการส่ือสารแบบถาม-ตอบ ระหว่างผเู้ ขียน- ผ้อู ่าน เทา่ นั้น โดยไมม่ เี จตนาวิเคราะหข์ อ้ สอบเกา่ หรอื แนวข้อสอบแตอ่ ยา่ งใด 1) แบบฝกึ หัดจบั คู่ คาอธิบาย : เลือก ตัวอักษร หน้าคาบรรยายด้านขวา และเติมในช่องว่างด้านซ้าย ของแต่ละข้อ เพื่ออธิบายหินแปรชนิดต่างๆ ที่สามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมการ แปรสภาพดังแสดงในรูป 30

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 1. _____ ก. หนิ ชนวน (slate) 2. _____ ข. ปรมิ ณฑลสมั ผัส (aureole) 3. _____ ค. หินตะกอน (sedimentary rock) 4. _____ ง. หนิ ฟลิ ไลท์ (phyllite) 5. _____ จ. หนิ ชีสตไ์ มกาการเ์ นต (garnet mica schist) 6. _____ ฉ. หนิ ไนส์ (gneiss) 7. _____ ช. หินชสี ตไ์ มกา (mica schist) 8. _____ ซ. หนิ มิกมาไทต์ (migmatite) 2) แบบฝกึ หัดถกู -ผดิ คาอธิบาย : เติมเคร่ืองหมาย T หน้าข้อความที่กล่าวถูก หรือเติมเครื่องหมาย F หนา้ ขอ้ ความทกี่ ล่าวผดิ 1. _____ การแปรสภาพหิน (metamorphism) เป็นกระบวนการ สาคญั ของวฏั จักรหนิ 2. _____ ตัวแปรสาคัญของการแปรสภาพหิน คอื อณุ หภูมิและความ ดัน 3. _____ ชุดปฏกิ ิริยาของโบเวน (Bowen’s reaction series) ใช้ แปรความด้านอณุ หภูมิที่ทาใหเ้ กิดหินแปร 4. _____ หนิ บางชนดิ ประกอบดว้ ยแร่ทไี่ ม่สามารถแปรสภาพได้ 5. _____ การแปรสภาพหินแบบความดันสูงและอุณหภูมิต่า เกิด บริเวณแผ่นเปลือกโลกเคลือ่ นทีเ่ ขา้ หากัน 31

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 6. _____ การแปรสภาพหินท่อี ณุ หภมู ิตา่ และเพิ่มความดันขึ้นไปอยา่ ง ต่อเนื่อง เรียกว่า การแปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism) 7. _____ หินแปรริ้วลาย (foliated metamorphic rock) แปรมา จากหินตะกอนหรือหินชั้น 8. _____ หนิ แปรเกิดจากหนิ เดิมทเ่ี ห็นหินอัคนีและหินตะกอน 9. _____ การพ่งุ ชนของอกุ กาบาตทาให้เกดิ การแปรสภาพหินได้ 10. _____ ก า ร แ ป ร ส ภ า พ บ ริ เ ว ณ ไ พ ศ า ล ( regional metamorphism) โดยส่วนใหญ่เกิดบริเวณแผ่นเปลือก โลกเคลือ่ นท่ีออกจากกนั 11. _____ ในบริเวณขอบแผ่นเปลือกโลกเคล่ือนท่ีเข้าหากัน หินโดย ส่วนใหญ่ เกิด การแปรสภาพ เกรดต่า (low-grade metamorphism) และ การแปรสภาพโดยการแทนที่ (metasomatism) 12. _____ การแปรสภาพหิน (metamorphism) บางครงั้ เกิดอยู่ใน ช้ันหนิ กักเก็บปโิ ตรเลยี ม 13. _____ การแปรสภาพหินเกิดข้ึนเฉพาะโลกซ่ึงมีกระบวนการธรณี แปรสณั ฐาน 14. _____ บางครั้งแรถ่ กู หลอมละลายในกระบวนการแปรสภาพหนิ 15. _____ ร้ิวราย (foliation) หมายถึงการวางตัวของผลึกแร่ที่ สอดคล้องกันและตง้ั ฉากกับทิศทางของแรงหรอื ความดันสูง ทีส่ ุดที่กระทากบั หิน 32

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 16. _____ น้าช่วยให้ปฏิกิริยาการแปรสภาพหินมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เนื่องจากชว่ ยในการเคลื่อนท่ีของอะตอมและไอออน 17. _____ องค์ประกอบของหินแปร สัมพันธ์กับหินเดิมก่อนการแปร สภาพ 18. _____ การแปรสภาพหิน (metamorphism) ศึกษาและเข้าใจ ได้ยาก เน่ืองจากไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงเหมือนกับ กระบวนการเกิดหนิ อคั นีและหนิ ตะกอน 19. _____ หินท่ีนักวิทยาศาสตร์เช่ือว่าเป็นหินที่มีอายุแก่ที่สุดในโลก คือหนิ แปร 20. _____ หินแปรเป็นหินท่ีพบมากบนดวงจันทร์ เกิดในช่วงเวลาที่มี อกุ กาบาตพุ่งชนในอดตี 3) แบบฝกึ หัดปรนัย คาอธิบาย : ทาเคร่ืองหมาย X หน้าคาตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว จาก ตวั เลือกท่กี าหนดให้ 1. แรช่ นิดใดทาใหเ้ กิดรวิ้ รายใน หินชสี ต์ (schist) ก. แร่ควอตซ์ (quartz) ข. แร่คลั ไซด์ (calcite) ค. แร่ไมกา (mica) ง. แรไ่ พไรต์ (pyrite) 2. ขอ้ ใดคอื รปู แบบของ การแปรสภาพหิน (metamorphism) ก. การเปล่ยี นแปลงทางเคมี ข. การเพิม่ ขึน้ ของอุณหภูมิ ค. การเพมิ่ ขึน้ ของความดนั ง. ถูกทุกข้อ 33

สนั ติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 3. หินซ่ึงเคยถูกแปรสภาพเกรดสูง และต่อมาถูกแปรสภาพอีกครั้งแบบเกรดต่า เรียกวา่ อะไร ก. การแปรสภาพโดยการแทนที่ ข. การแปรสภาพย้อนกลับ (metasomatism) (retrograde metamorphism) ค. การแปรสภาพแบบพลวตั ง. การแปรสภาพแบบคะตะคลาสติก (dynamic metamorphism) (cataclastic metamorphism) 4. แหล่งที่มาของอุณหภูมิและความดันท่ีเพ่ิมข้ันใน การแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) มาจากพ้ืนท่ใี ด ก. กระเปาะแมกมาในพ้นื ท่ี ข. อกุ กาบาตตกกระทบ ค. การเพิ่มข้ึนของอุณหภูมิจาก ง. ก า ร เพิ่ ม ข้ึ น ข อ งอั ต ร า ก า ร ความลึกท่ถี ูกฝัง สลายตวั ของธาตุกัมมนั ตรงั สี 5. การแปรสภาพหนิ (metamorphism) เกดิ ขึ้นไดอ้ ยา่ งไร ก. โดยรอบมวลหนิ อัคนีแทรกดนั ข. ตามแนวรอยเล่ือน ค. เขตมดุ ตัวของแผน่ เปลอื กโลก ง. ถกู ทุกข้อ 6. การแปรสภาพหนิ จากการได้รบั ความร้อนจากแมกมาใต้พน้ื ผิวโลกเรียกว่าอะไร ก. การแปรสภาพแบบสัมผัส ข. ก า ร แ ป ร ส ภ า พ ย้ อ น ก ลั บ (contact metamorphism) (retrograde metamorphism) ค. การแปรสภาพโดยการแทนท่ี ง. ก า ร แ ป ร ส ภ า พ แ บ บ พ ล วั ต (metasomatism) (dynamic metamorphism) 7. ข้อใด ไม่ใช่ ปัจจยั ในการจาแนกการมรี ิ้วรายของหนิ แปร ก. ขนาดผลกึ ข. เนอ้ื ของหินเดมิ ค. ระดบั ท่ีแรด่ าและขาวแยกเปน็ ช้นั ง. เกรดการแปรสภาพ 34

สันติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 8. การแปรสภาพหินชนิดใดท่ีมีโอกาสเหลือร่องรอยของช้ันตะกอนหรือโครงสร้าง หนิ ตะกอนไว้หลังจากการแปรสภาพ ก. การแปรสภาพแบบสมั ผัส ข. การแปรสภาพยอ้ นกลบั (contact metamorphism) (retrograde metamorphism) ค. การแปรสภาพโดยการแทนท่ี ง. การแปรสภาพแบบพลวตั (metasomatism) (dynamic metamorphism) 9. หนิ ชนดิ ใดทม่ี ี เกรดการแปรสภาพ (metamorphic grade) สูงที่สุด ก. หนิ ชนวน (slate) ข. หินชสี ต์ (schist) ค. หนิ ฟลิ ไลต์ (phyllite) ง. หนิ ไนส์ (gneiss) 10. ข้อใดคอื หนิ แปรทม่ี ีการแยกชน้ั ของแรส่ ดี าและสขี าวอย่างชดั เจน ก. หนิ ชนวน (slate) ข. หนิ ชสี ต์ (schist) ค. หินฟิลไลต์ (phyllite) ง. หนิ ไนส์ (gneiss) 11. หินทราย (sandstone) จะถกู แปรสภาพเปน็ หนิ อะไร ก. หินชนวน (slate) ข. หนิ ชีสต์ (schist) ค. หนิ ควอร์ตไซต์ (quartzite) ง. หินไนส์ (gneiss) 12. ขอ้ ใดคือ หนิ แปรร้วิ ลาย (foliated metamorphic rock) ก. หินแกรนิต (granite) ข. หินไนส์ (gneiss) ค. หินออ่ น (marble) ง. หินควอร์ตไซต์ (quartzite) 13. หนิ แปร (metamorphic rock) เกิดขนึ้ ได้ในสภาพแวดลอ้ มแบบใด ก. ชัน้ หินระดบั ลึกใต้พ้นื ผิวโลก ข. ชน้ั หินระดับต้ืนใตพ้ ื้นผิวโลก ค. ภายในภเู ขาไฟ ง. ภายในช้นั ตะกอนใตท้ ะเลสาบ 35

สนั ติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 14. ขอ้ ใดคือ หนิ แปร (metamorphic rock) ก. หนิ บะซอลต์ (basalt) ข. หินไดโอไรท์ (diorite) ค. หนิ ปูน (limestone) ง. หนิ ชสี ต์ (schist) 15. ขอ้ ใดเรยี งลาดับ เกรดการแปรสภาพ จากตา่ ไปสงู ไดถ้ ูกต้อง ก. หนิ ดินดาน หินชนวน หินฟลิ ไลต์ ข. หินฟิลไลต์ หินไนส์ หินชสี ต์ ค. หินฟลิ ไลต์ หินชนวน หินชสี ต์ ง. หินชสี ต์ หนิ ดินดาน หนิ ไนส์ 16. หินชนวน (slate) เกิดจากการแปรสภาพหนิ เดมิ ชนิดใด ก. หนิ แกรนติ (granite) ข. หนิ ออ่ น (marble) ค. หนิ ปูน (limestone) ง. หินดนิ ดาน (shale) 17. หนิ แปร โดยส่วนใหญพ่ บในสภาพแวดล้อมทางธรณวี ิทยาแบบใด ก. การปะทุของภูเขาไฟ ข. แผน่ ดนิ ไหว ค. กระบวนการสร้างภูเขา ง. การผพุ ังและกัดกรอ่ น 18. โดยปกติ การเปลีย่ นแปลงอุณหภูมิตามความลึก (geothermal gradient) ใตพ้ ้นื ผิวโลกมีอตั ราการเปลย่ี นแปลงอยา่ งไร ก. 3,000 องศาเซลเซยี ส/กิโลเมตร ข. 300 องศาเซลเซียส/กิโลเมตร ค. 30 องศาเซลเซียส/กิโลเมตร ง. 3 องศาเซลเซียส/กิโลเมตร 19. การวางตัวขนานกันของแร่ไมกาในหินแปรเรียกวา่ อะไร ก. porphyroblasts ข. bedding ค. metasomatism ง. foliation 20. ขอ้ ใดคือหินทีม่ ที ัง้ หนิ อัคนแี ละหนิ แปรอยู่ดว้ ยกัน ก. หินไนส์ (gneiss) ข. หินควอร์ตไซต์ (quartzite) ค. หนิ มกิ มาไทต์ (migmatite) ง. หนิ ชสี ต์ (schist) 36

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 21. ข้อใดคือหินแปรท่ีเกิดบริเวณ หน้าหมู่เกาะภูเขาไฟรูปโค้ง (forearc) ในเขต มุดตัวของแผน่ เปลือกโลก (subduction zone) ก. หินแอมฟโิ บไลต์ (amphibolite) ข. หินบลูชีสต์ (blue schist) ค. หนิ ควอรต์ ไซต์ (quartzite) ง. หนิ ไนส์ (gneiss) 22. ขอ้ ใดคอื หินแปรร้ิวลาย (foliated metamorphic rock) ก. หินอ่อน (marble) ข. หนิ ควอร์ตไซต์ (quartzite) ค. หนิ ชสี ต์ (schist) ง. หนิ ฮอรน์ เฟลส์ (hornfels) 23. หนิ ท่ีเกิดจากการแปรสภาพหินหนิ ปูนคือหินชนดิ ใด ก. หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels) ข. หนิ ไนส์ (gneiss) ค. หนิ ควอร์ตไซต์ (quartzite) ง. หนิ ออ่ น (marble) 24. หินทเี่ กิดจากการแปรสภาพหินทรายคือหนิ ชนิดใด ก. หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels) ข. หนิ ไนส์ (gneiss) ค. หนิ ควอร์ตไซต์ (quartzite) ง. หินออ่ น (marble) 25. แร่ชนดิ ใดบ่งชีถ้ ึง เกรดการแปรสภาพหนิ (metamorphic grade) สงู ทส่ี ดุ ก. แรเ่ อปิโดท (epidote) ข. แร่คลอไรท์ (chlorite) ค. แร่ไคยาไนท์ (kyanite) ง. แร่แอมฟโิ บล (amphibole) 26. แร่ชนิดใดโดยส่วนใหญ่พบใน หินตะกอน (sedimentary rock) และ หิน อคั นี (igneous rock) ก. แร่ควอต์ซ ไบโอไทต์และแร่แพ ข. แรไ่ บโอไทต์ มัสโคไวต์และแรด่ ิน ลกจโิ อเคลส ค. แร่ซิลิมาไนท์ ไคยาไนท์และแร่ ง. แร่การ์เนต ไคยาไนท์และแร่ การ์เนต เฟลดส์ ปาร์ 37

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 27. ข้อใดคอื ผลของการแปรสภาพหิน ก. หินกรวดเหลยี่ ม ข. หนิ แอมฟิโบไลต์ (conglomerate) (amphibolite) ค. หินโดโลไมต์ (dolomite) ง. รอยรวิ้ คลนื่ (ripple mark) 28. โซนการแปรสภาพ (metamorphic zone) ของหินแบ่งย่อยเป็นโซนต่างๆ จากปัจจยั ใด ก. แร่ดชั นี (mineral index) ข. หินดัชนี (rock index) ค. ฟอสซลิ ดชั นี (fossil index) ง. ความดนั ดัชนี (pressure index) 29. ในระหว่างการแปรสภาพ หินดินดาน (shale) ไปเป็น หินชนวน (slate) แร่ ดนิ (clay) ถูกแปรสภาพเป็นแรช่ นดิ ใด ก. แรไ่ มกาและแรค่ ลอไรท์ ข. แรค่ วอตซ์ และแรเ่ ฟลดส์ ปาร์ ค. แรม่ ัสโคไวต์และแร่ไคยาไนท์ ง. แร่ไบโอไทตแ์ ละแร่อัลมานไดท์ 30. หินชนิดใดใช้วิเคราะห์ แร่ดัชนี (mineral index) ของการแปรสภาพและ ววิ ัฒนาการของอุณหภมู ิและความดนั ทห่ี นิ ได้รบั ก. หนิ ชีสต์ (schist) ข. หินควอรต์ ไซต์ (quartzite) ค. หินปนู (limestone) ง. หินแกรนติ (granite) 31. หนิ แปรสามารถแยกออกจากหนิ อัคนไี ด้จากหลักฐานขอ้ ใด ก. ขนาดผลึกของหินอัคนีเชื่อม ข. กลุม่ แรป่ ระกอบหินแตกต่างกัน ประสานแตห่ นิ แปรไมป่ ระสาน ค. หินแปรมีร้ิวรายของแร่แต่หิน ง. หินแปรโดยส่วนใหญ่มีขนาด อัคนีไม่มรี ้ิวราย ของผลึกเลก็ กวา่ หนิ อัคนี 38

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 32. ข้อใด ไม่ใช่ แร่ท่เี กิดจากการแปรสภาพหนิ ก. แร่แกรไฟต์ (graphite) ข. แรใ่ ยหิน (asbestos) ค. แรก่ ารเ์ นต (garnet) ง. แรย่ ิปซั่ม (gypsum) 33. ข้อใดกล่าวถูกตอ้ งเก่ียวกับ หินไนส์ (gneiss) ก. มีแถบขาว-ดาของแร่ ข. รอยแตกชัดเจนขนานแถบแร่ ค. ตกผลกึ ใหม่ท่ีอุณหภมู ิต่า ง. มขี นาดผลึกเล็ก 34. ขอ้ ใดคือ หนิ แปรรว้ิ ลาย (foliated metamorphic rock) ก. หนิ ฟิลไลท์ (phyllite) ข. หินไนส์ (gneiss) ค. หนิ ชนวน (slate) ง. ถกู ทกุ ข้อ 35. พ้นื ทีใ่ ดท่ีหินมโี อกาส แปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism) ก. 1 กโิ ลเมตร ใต้ภูเขาไฟมีพลงั ข. 1 กโิ ลเมตร ใตป้ ระเทศจีน ค. 15 กโิ ลเมตร ใต้ประเทศญีป่ ุ่น ง. 3 กิโลเมตร ใต้ประเทศไทย 36. พื้ น ท่ี ใด ที่ หิ น มี โอ ก า ส แ ป ร ส ภ า พ บ ริ เว ณ ไพ ศ า ล ( regional metamorphism) ก. 1 กิโลเมตร ใตภ้ ูเขาไฟมีพลงั ข. 1 กิโลเมตร ใต้ประเทศจีน ค. 15 กิโลเมตร ใต้ประเทศญี่ป่นุ ง. 3 กโิ ลเมตร ใต้ประเทศไทย 37. เหตใุ ด ริ้วราย (foliation) จงึ มีประโยชนต์ ่อการศึกษาทางธรณวี ิทยา ก. แสดงถึงแรงเคน้ ทเ่ี ปล่ียนรูปหนิ ข. แสดงว่าหินมกี ารเปล่ยี นรปู ค. แสดงถงึ โครงสร้างทางธรณีวทิ ยา ง. ถกู ทุกข้อ 38. ชนดิ ของ หินแปร (metamorphic rock) จาแนกได้จากปจั จยั ใด ก. ความแขง็ ข. องคป์ ระกอบทางเคมี ค. สภาพแวดล้อมของการสะสมตวั ง. ไม่มีข้อใดถูก 39

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหินแปร 39. หนิ แปร (metamorphic rock) เกิดในพนื้ ทใี่ ด ก. หนิ ฐานทวีป ข. แผ่นเปลอื กโลกมหาสมุทร (continental shield) (oceanic crust) ค. ที่ราบชายฝั่ง (coastal plain) ง. ข้อ ก. และ ค. ถูก 40. ข้อใดกล่าวถกู ต้องเกยี่ วกับ โซนการแปรสภาพ (metamorphic zone) ก. แยกจากกันโดยแร่ประกอบหนิ ข. สัมพนั ธ์กับเกรดการแปรสภาพ ค. ไม่มขี ้อใดถกู ง. ถูกทุกขอ้ 41. ขอ้ ใดแสดงววิ ัฒนาการแปรสภาพ หินโคลน (mud rock) ไดถ้ ูกตอ้ ง ก. โคลน > ไนส์ > ชีสต์ > ฟิลไลท์ ข. โคลน > ดินดาน > ชนวน > > ชนวน > ดนิ ดาน ฟลิ ไลท์ > ชสี ต์ > ไนส์ ค. โคลน > ชนวน > ชีสต์ > ฟิล ง. โคลน > ชีสต์ > ฟิลไลท์ > ไนส์ ไลท์ > ดินดาน > ไนส์ > ชนวน > ดินดาน 42. คาว่า ไคยาไนท์ (kyanite) ในการเรียกช่ือ หินชีสต์ไคยาไนท์ (kyanite schist) บ่งบอกถึงคุณสมบตั ิดา้ นใดของหนิ ก. รปู แบบการแปรสภาพ (setting) ข. เนื้อหนิ (texture) ค. เกรดการแปรสภาพ (grade) ง. ขอ้ ก. และ ค. ถกู 43. หินชนดิ ใดเกดิ จากการแปรสภาพหนิ ทราย ก หินควอร์ตไซต์ (quartzite) ข หนิ อ่อน (marble) ค หินไนส์ (gneiss) ง ถูกทกุ ขอ้ 44. ขอ้ ใดคอื ความดนั (pressure) ที่กดอดั ทุกทิศทางบนหินในแผน่ เปลอื กโลก ก. differential ข. directional ค. shear ง. lithostatic 40

สันติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 45. ข้อใดคือการแปรสภาพหินท่ีมีความร้อนและของไหลเป็นปัจจัยในการแปร สภาพ ก. แบบสัมผัส (contact) ข. แบบน้าร้อน (hydrothermal) ค. แบบถกู ฝัง (burial) ง. แบบบรเิ วณไพศาล (regional) 46. ข้อใดกล่าวถูกต้องเกี่ยวกับ หินแปรริ้วลาย (foliated metamorphic rock) ก. เป็นหนิ แปรเกรดต่าเสมอ ข. เป็นหนิ แปรเกรดสงู เสมอ ค. เป็นการแปรสภาพแบบสมั ผสั ง. ไมม่ ีข้อใดถกู 47. ข้อใดคือหินแปรที่มชี ดุ แร่เหมือนกัน ก. metamorphic history ข. metamorphic facies ค. metamorphic assemblage ง. ถูกทุกข้อ 48. รูปแบบการเคลื่อนท่ขี องแผ่นเปลือกโลกแบบใดท่ีทาให้เกิด การแปรสภาพหิน (metamorphism) มากที่สดุ ก. เข้าหากัน (convergent) ข. ออกจากกนั (divergent) ค. ผา่ นกนั (transform) ง. ถูกทุกข้อ 49. ข้อใด ไมใ่ ช่ ระดบั ของการแปรสภาพ ถา่ นหิน (coal) ก. แอนทราไซต์ (anthracite) ข. เพชร (diamond) ค. ลิกไนท์ (lignite) ง. แร่แกรไฟต์ (graphite) 50. รว้ิ ราย (foliation) ในการศึกษาดา้ นหินแปรคอื อะไร ก. ชนั้ หนิ อัคนีท่ีแทรกอยู่ในหิน ข. แรด่ าที่แยกออกจากแร่อื่นในหนิ ค. ชนั้ แร่ทแี่ ยกออกจากกนั ในหนิ ง. แร่ขาวทแ่ี ยกออกจากแรอ่ ืน่ ในหนิ 41

สันติ ภยั หลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร 51. การแปรสภาพหนิ (metamorphism) แบบใดท่เี กดิ มากทีส่ ดุ ในพน้ื ผวิ โลก ก. แบบนา้ ร้อน (hydrothermal) ข. แบบสมั ผัส (contact) ค. แบบบรเิ วณไพศาล (regional) ง. แบบถูกฝัง (burial) 52. หนิ แปรเกิดจากการแปรสภาพหนิ ชนิดใด ก. volcanic rock ข. metamorphic rock ค. sedimentary rock ง. ถกู ทุกข้อ 53. ข้อใด ไมใ่ ช่ ปจั จัยของการแปรสภาพหิน (metamorphism) ก. แรงโน้มถว่ ง (gravity) ข. ความร้อน (temperature) ค. ของไหล (fluid) ง. ความดนั (pressure) 54. ข้อใดคือหนิ แปรท่ีนยิ มนามาตกแต่งผนัง หรือทาเปน็ กระดานเขยี นในอดีต ก. หนิ ออ่ น (marble) ข. หนิ ไนส์ (gneiss) ค. หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels) ง. หนิ ชนวน (slate) 55. ข้อใดคือ หินแปรไร้รวิ้ ลาย (non-foliated metamorphic rock) ก. หนิ ชนวน (slate) ข. หนิ ไนส์ (gneiss) ค. หนิ ชีสต์ (schist) ง. หนิ ออ่ น (marble) 56. ข้อใดคือหิ นแป รท่ีเกิดจาก การแป รสภาพ แบ บ พ ลวัต (dynamic metamorphism) ก. หินกรวดเหล่ียมรอยเล่อื น ข. หินควอร์ตไซต์ (quartzite) (fault breccia) ค. หินไมโลไนท์ (mylonite) ง. หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels) 42

สันติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 57. หินที่ประกอบด้วยหินหินอัคนีและหินแปรท่ีถูกหลอมละลายบางส่วนอยู่ ดว้ ยกันคอื หนิ ชนดิ ใด ก. หนิ ฟิลไลท์ (phyllite) ข. หินมกิ มาไทต์ (migmatite) ค. หนิ ไนส์ (gneiss) ง. หินชสี ต์ (schist) 58. ข้อใดคือความแตกต่างระหว่าง การแปรสภาพหิน (metamorphism) และ การแปรสภาพโดยการแทนที่ (metasomatism) ก. สารละลายร่วมกับการแปรสภาพ ข. กลมุ่ แรท่ ถ่ี กู แปรสภาพ ค. ระดับอุณหภูมิในการแปรสภาพ ง. ตาแหน่งของการแปรสภาพ 59. แหล่งแร่ท่ีพบบริเวณแผ่นเปลือกโลกเคล่ือนที่ออกจากกัน เกิดจากการแปร สภาพหนิ ชนดิ ใด ก. แบบน้าร้อน (hydrothermal) ข. แบบสัมผสั (contact) ค. บรเิ วณไพศาล (regional) ง. ไมม่ ขี อ้ ใดถูก 60. หินไนส์ (gneiss) สามารถแยกออกจากหินแปรชนิดอน่ื ๆ จากลักษณะเฉพาะ ด้านใด ก แรอ่ งค์ประกอบ (composition) ข ความมันวาว (luster) ค รว้ิ รอย (foliation) ง รอยแตกเรยี บ (cleavage) 61. ขอ้ ใดคอื แรงดันท่ีทาใหเ้ กิดการเรียงตวั ของแรใ่ นการแปรสภาพหิน ก แรงดันสัมผัส ข แรงดันโดยตรง (contact pressure) (directed pressure) ค แรงดนั กกั เก็บ ง แรงดันทางเคมี (confining pressure) (chemical pressure) 43

สนั ติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 62. ชุ ดแร่หิ น แป ร (metamorphic facies) ใดที่ เป็ น หิ น แป รที่ เกิดจาก สภาพแวดล้อมแบบอณุ หภูมิและความดันตา่ ก. granulite ข. greenschist ค. blueschist ง. eclogite 63. การแปรสภาพหิน (metamorphism) ท่ีทาให้เกิดการเปลี่ยนองค์ประกอบ โดยรวมของหิน เนอื่ งจากสาเหตุใด ก การเพมิ่ ขึ้นของความดนั ข การเพม่ิ ขน้ึ ของอุณหภมู ิ ค ปฏิกิรยิ าของหินและนา้ ยาความรอ้ น ง ถูกทุกขอ้ 64. ข้อใดคือลักษณะเน้ือหินท่ีพบมากในหินที่เกิดจาก การแปรสภาพบริเวณ ไพศาล (regional metamorphism) ก foliation ข bedding ค cataclasis ง ripple mark 65. ข้อใดคอื หนิ แปรทีไ่ ม่ได้เกิดจากการแปรสภาพ หนิ ดินดาน (shale) ก หินชีสต์ (schist) ข หินอ่อน (marble) ค หินฮอนเฟลส์ (hornfels) ง หินดินดาน (slate) 66. ข้อใดคือโซนการแปรสภาพเนื่องจาก การแปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism) ก. ชัน้ การแปรสภาพ ข. วงอุณหพลศาสตร์ (metamorphic layer) (thermodynamic ring) ค. โซนนา้ ยาความรอ้ น ง. ปรมิ ณฑลสัมผัส (aureole) (hydrothermal zone) 44

สันติ ภัยหลบลี้ การแปรสภาพหินและหนิ แปร 67. แรช่ นดิ ใดบ่งช้ถี งึ เกรดการแปรสภาพ (metamorphic grade) สูงที่สดุ ก chlorite ข sillmanite ค biotite ง garnet 68. ความดันของหนิ ท่ีระดบั ความลกึ ประมาณ 15 กิโลเมตร มีคา่ ประมาณเทา่ ใด ก 5 เท่าของความดันอากาศ ข 50 เทา่ ของความดันอากาศ ค 500 เทา่ ของความดนั อากาศ ง 5,000 เทา่ ของความดันอากาศ 69. การแปรสภาพหิน (metamorphism) ชนิดใดท่ีเกิดจากอุณหภูมิและความ ดนั ทีส่ ูง ก แบบคะตะคลาสติก (cataclastic) ข แบบสัมผัส (contact) ค แบบบริเวณไพศาล (regional) ง แบบถูกฝัง (burial) 70. การแปรสภาพแบบน้าร้อน (hydrothermal metamorphism) พบ ชดั เจนทีส่ ดุ ในพ้ืนที่ใดในทางธรณีแปรสัณฐาน ก เขตมุดตวั ของแผน่ เปลือกโลก ข ตามแนวรอยเลื่อนบนแผ่นดนิ ค สนั เขากลางมหาสมทุ ร ง การแยกกนั ของแผน่ เปลอื กโลก 45

สนั ติ ภัยหลบล้ี การแปรสภาพหินและหนิ แปร เฉลยแบบฝกึ หัด 1) แบบฝึกหดั จบั คู่ 3. ก 4. ง 5. ช 1. ข 2. ค 8. ซ 6. จ 7. ฉ 4. F 5. T 3. F 9. T 10. F 2) แบบฝึกหดั ถูก-ผิด 8. F 14. F 15. T 13. F 19. T 20. F 1. T 2. T 18. T 4. ค 5. ง 6. F 7. F 3. ข 9. ค 10. ง 8. ก 14. ง 15. ก 11. F 12. F 13. ก 19. ง 20. ค 18. ค 24. ค 25. ค 16. T 17. T 23. ง 29. ก 30. ก 28. ก 34. ง 35. ก 3) แบบฝกึ หดั ปรนยั 33. ก 39. ง 40. ง 38. ง 1. ค 2. ง 46 6. ก 7. ข 11. ค 12. ข 16. ง 17. ค 21. ข 22. ค 26. ค 27. ข 31. ค 32. ง 36. ค 37. ง

สนั ติ ภยั หลบลี้ การแปรสภาพหินและหินแปร 41. ข 42. ข 43. ก 44. ง 45. ก 46. ง 47. ข 48. ก 49. ข 50. ค 51. ค 52. ง 53. ก 54. ง 55. ง 56. ค 57. ข 58. ก 59. ก 60. ค 61. ข 62. ข 63. ค 64. ก 65. ข 66. ง 67. ข 68. ง 69. ค 70. ค 47