หน่วย5_ทรัพยากรธรณี -

โลก ดาราศาสตร์และอวกาศ เลม่ 2SlidePPT61-NEW ช้นั มัธยมศึกษาปีที่ 4 กล่มุ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ หน่วยการเรียนรทู้ ่ี 5 หน่วยการเรยี นรู้ที่ 6 Slide PowerPoint_สอ่ื ประกอบการสอน

5หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี ทรพั ยากรธรณี ตวั ช้ีวดั • ตรวจสอบ และระบชุ นดิ แร่ รวมทัง้ วเิ คราะหส์ มบตั ิ และนาเสนอการใช้ประโยชนจ์ ากทรัพยากรธรรมชาติ • ตรวจสอบ จาแนกประเภท และระบุช่อื หิน รวมทง้ั วเิ คราะหส์ มบตั ิการนาเสนอการใชป้ ระโยชนข์ องทรพั ยากรหนิ ที่เหมาะสม • อธิบายกระบวนการเกิด และสารวจแหลง่ ปิโตรเลียมและถา่ นหิน โดยใช้ขอ้ มลู ทางธรณวี ิทยา • อธิบายสมบัตขิ องผลิตภัณฑ์ทไ่ี ดจ้ ากปโิ ตรเลยี มและถา่ นหิน พรอ้ มนาเสนอการใชป้ ระโยชนอ์ ยา่ งเหมาะสม

โครงสรา้ งทางเคมีของแร่ มี Link ใหร้ บั ชมท้ายชั่วโมง สร้างทางเคมขี องแร่

สมบตั ิทางกายภาพของแร่ สามารถตรวจสอบสมบัติทางกายภาพของแร่ไดโ้ ดยงา่ ย ดงั นี้ สี (color) 1 เปน็ ลักษณะที่เห็นได้อยา่ งชดั เจน แต่อาจใช้เป็นเกณฑใ์ นการจาแนกชนดิ ได้เพยี งการประมาณเท่านั้น สีผง (streak) 2 เป็นสผี งท่หี ลดุ ออกมาจากแร่ โดยนาแรม่ าขดี บนแผ่นกระเบอื้ งทไี่ มไ่ ดเ้ คลือบ จะเหน็ สีของรอยขดี ติดอยู่บนแผ่นกระเบอื้ งนัน้ ความวาว (luster) 3 เป็นลกั ษณะของผวิ แร่ทเี่ กดิ จากการสะทอ้ นแสง ซึ่งแรแ่ ตล่ ะชนดิ มคี วามมนั วาวตา่ งกนั

ความโปร่ง (diaphaneity) 4 เปน็ สมบัติของแรท่ ย่ี อมให้แสงผ่าน สังเกตได้จากการนาแรไ่ ปส่องกับแสงสวา่ ง แนวแตกเรียบ (cleavage) 5 เป็นแนวแตกขนานไปกบั ระนาบของอะตอมในผลึกแร่ อาจมีแนวเดยี วหรือหลายแนว ผลกึ (crystal) 6 เป็นของแข็งทมี่ เี น้ือเดยี ว มโี ครงสร้างภายในเป็นระเบยี บ จะมรี ูปร่างแตกต่างกนั ไปขึน้ อยกู่ บั ผลึก ลักษณะผลกึ (crystal habits) 7 นอกจากผลึกจะมรี ปู ทรงตามระบบผลกึ แลว้ ยงั มีรปู รา่ งเฉพาะตามชนิดของแร่อกี ดว้ ย โดยอาจเป็นผลึกเดี่ยวหรือผลึกกลมุ่

รอยแตก (fracture) 8 โดยปกติแร่สว่ นมากจะมีรอยแตกเป็นผวิ ขรขุ ระ มเี พยี งบางชนดิ ที่แตกเปน็ ลกั ษณะพเิ ศษ ความแขง็ (hardness) 9 เปน็ ความคงทนตอ่ การขูดขดี ความเหนียว (tenacity) 10 เป็นความทนทานของแรต่ อ่ การตี ทุบ หกั หรือตัด การเปล่งแสง (luminescence) 11 เปน็ การเปลง่ แสงของแร่ภายใต้รังสีอลั ตราไวโอเลต

ความถว่ งจาเพาะ (specific gravity) 12 เปน็ อตั ราส่วนระหว่างความหนาแน่นของแรก่ บั ความหนาแน่นของน้า (ท่มี ีปรมิ าตรเทา่ กบั แรน่ ้ัน) ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส อณุ หภูมทิ ีน่ ้ามีความหนาแน่นมากทีส่ ุด) และภายใต้ความดนั 1 ชน้ั บรรยากาศ ปฏิกิรยิ าต่อแมเ่ หลก็ (magnetism) 13 แร่บางชนิดมีปฏกิ ิรยิ าตอ่ แรงดึงดูดของแมเ่ หล็ก ซ่งึ ทดสอบไดโ้ ดยการใชแ้ ม่เหลก็ แตะกบั ตวั แร่หรอื ผงแร่ แล้วสังเกตความ สามารถในการดดู หรอื ผลกั แมเ่ หลก็ รส (taste) 14 แร่หลายชนดิ เมื่อละลายจะให้รสเฉพาะตัว เช่น เปรี้ยว ฝาด เฝอ่ื น ขม เค็ม เย็น กลน่ิ (odor) 15 เมอ่ื นาแรบ่ างชนดิ ไปเผาจะมีกลน่ิ ซ่งึ จาแนกเป็นกลิน่ โคลน กล่ินยางมะตอย กลน่ิ ไข่เนา่ กลนิ่ ฉนุ

สมบัตทิ างไฟฟ้า (electrical properties) 16 แบง่ ได้ 3 ชนดิ ดังน้ี 1) ตวั นาไฟฟ้า พบในแร่โลหะ 2) สารกึ่งตัวนาไฟฟ้า 3) ฉนวนไฟฟา้ การหลอมละลาย (fusibility) 17 เปน็ สมบตั ิของแรท่ สี่ ามารถทนความร้อนไดใ้ นระดับต่างกนั ซง่ึ แร่แต่ละชนดิ จะมจี ะมีค่าหลอมละลายมากหรอื นอ้ ยขึ้นยกู่ ับ ความสามารถในการหลอมละลายของธาตุทีป่ ระกอบแร่

การตรวจสอบสมบตั ทิ างเคมขี องแร่ 1 การทาปฏกิ ิริยากับกรด 2 การละลายในกรด กรดเกลือ กรดเกลอื กรดดนิ ประสิว หรอื กรดกามะถนั หยดกรดเกลือ ลงบนแร่ ผงแร่ มฟี องแก๊สเกิดขึ้น สงั เกตปฏกิ ิริยาท่เี กดิ ขึน้ วา่ ผงแร่มีการเปลี่ยนแปลงอยา่ งไร แร่ หมายเหตุ : แร่บางชนิดต้องใหค้ วามร้อนจงึ จะเกิดปฏิกิริยา

3 การทดสอบเปลวไฟ ทาได้โดยนาผงแรโ่ รยบนหว่ งลวดแพลทนิ มั แลว้ นาไปเผาไฟ ซง่ึ สีของเปลวไฟทาใหท้ ราบวา่ แร่น้ันมีธาตใุ ดเปน็ องค์ประกอบบา้ ง แดง ส้ม เหลือง ลิเทยี ม (Li) สตรอนเชยี ม (Sr) แคลเซียม (Ca) โซเดยี ม (Na) เขียวอมเหลือง เขียวสว่าง เขยี วมรกต แบเรยี ม (Ba) โมลิบดนี ัม (Mo) โบรอน (B) แทลเลยี ม (Tl) ฟ้าออ่ น ฟ้าอมเขียว เขยี วออ่ น ฟอสฟอรัส (P) สังกะสี (Zn) เทลลูเรียม (Te) พลวง (Sb) ตะกวั่ (Pb) ฟ้า มว่ ง ทองแดง (Cu) ซีลีเนียม (Se) โพแทสเซียม (K) รบู ิเดียม (Rb) อินเดียม (In) สารหนู (As) ซเี ซียม (Cs)

วงศ์แร่ สามารถจัดกลุ่มแร่ตามธาตทุ ่เี ปน็ องค์ประกอบ ดงั น้ี ธาตธุ รรมชาติ หม่แู รไ่ นเตรต เป็นแร่ทีเ่ กิดจากธาตบุ รสิ ทุ ธิ์ในธรรมชาติ เปน็ แรท่ ีม่ หี มู่ไนเตรตเปน็ องคป์ ระกอบ หมู่แรซ่ ลั ไฟต์ หม่แู ร่บอเรต เปน็ แรท่ ่ีประกอบดว้ ยธาตโุ ลหะกบั กามะถัน เปน็ แรท่ มี่ บี อเรตเปน็ องคป์ ระกอบ หมูแ่ ร่ซลั โฟซอลต์ หม่แู ร่ซัลเฟตและโครเมต เปน็ แร่ทปี่ ระกอบด้วยตะกวั่ ทองแดง หรือเงินกับกามะถนั เปน็ แร่ที่มีหมู่ซลั เฟต หรือโครเมตเป็นองค์ประกอบ หมแู่ ร่ออกไซด์ และไฮดรอกไซด์ หมูแ่ ร่ทงั สเตทและโมลิบเดต เปน็ แรท่ ปี่ ระกอบด้วยธาตโุ ลหะกบั ออกซเิ จน เป็นแรท่ ่มี ีหมู่ทงั สเตท หรือโมลบิ เดตเปน็ องคป์ ระกอบ หมแู่ ร่เฮไลด์ หม่แู ร่ฟอลเฟต อาร์เซเนต และวานาเดต เปน็ แร่ท่ีประกอบดว้ ยธาตโุ ลหะกบั กามะถัน เปน็ แรท่ ม่ี หี มู่ฟอสเฟตเป็นองค์ประกอบ หมู่แรค่ าร์บอเนต หมแู่ ร่ซิลิเกต เปน็ แร่ทมี่ ีหมู่คารบ์ อเนตเปน็ องคป์ ระกอบ เป็นแร่ทมี่ ซี ลิ ิกอนและออกซิเจนเปน็ องค์ประกอบ

แรป่ ระกอบหนิ แรป่ ระกอบหิน (rock-forming mineral) คอื แรต่ ่างๆ ทเ่ี ปน็ สว่ นประกอบสาคัญของหนิ และ ใชเ้ ปน็ หลกั ในการจาแนกชนดิ ของหนิ ซ่ึงแร่ประกอบหินที่สาคญั มดี ังนี้ กลุ่มแร่ควอตซ์ กลมุ่ แรแ่ อมฟโิ บล มักเปน็ ผลกึ หกเหล่ยี ม รอยแตกโคง้ เว้า แร่สามัญของกลุ่มน้ี คือ ฮอรน์ เบลนด์ และแอกทโิ นไลต์ มสี ีเข้ม กลมุ่ แร่เฟลด์สปาร์ กลุม่ แรไ่ พรอกซีน แบง่ เป็น 2 ประเภท ไดแ้ ก่ ออร์โทเคลส ซงึ่ มสี ีชมพู แรส่ ามัญของกลุ่มน้ี คือ ออไจต์ มกั มสี ีเขียวหรอื สีดา และแพลจิโอเคลส ซึ่งมีสีขาวหรือเทา

กลมุ่ แร่การ์เนต กลมุ่ แรโ่ อลิวนี แรส่ ามญั ของกลมุ่ นี้ คอื ไพโรป แอลมนั ไดต์ มสี ี แรส่ ามญั ของกลุ่มน้ี คอื โอลิวนี โดยทว่ั ไป แดงเขม้ ถงึ สนี า้ ตาลแกมแดง มสี เี ขยี ว กลมุ่ แรไ่ มกา กลมุ่ แร่ดิน ทพ่ี บในหนิ ทวั่ ไปมี 2 ชนิด คือ มัลโคไวด์ มีสขี าว มกั ประกอบอยใู่ นหนิ ดินดานและดนิ โปร่งแสง และไบโอไทต์ มีสเี ขยี วแกมดา

หินอัคนี หินอัคนี (igneous rock) เกิดจากการเยน็ ตัวและแขง็ ตวั ของหนิ หนืด (magma) ซ่ึงพบทง้ั ใตเ้ ปลอื กโลกและบนผวิ โลก ลกั ษณะโดยท่วั ไปจะเป็นผลกึ ไม่มชี ้นั และไมม่ ซี ากดกึ ดาบรรพ์อยู่ใน เนื้อหนิ 1 การแทรกซอนของหนิ หนดื เป็นกระบวนการท่ีหนิ หนืด (มวลหินอคั นี) แทรกดันเข้าไป ในหินทม่ี ีอย่กู ่อน ซึง่ เกดิ ได้ 2 แบบ ดงั น้ี หินอัคนีแทรกซอนรว่ มแนว มวลหนิ อัคนีแทรกซอนข้ึนไปในทิศขนานกับ แนวหินเดมิ หนิ อคั นแี ทรกซอนไม่รว่ มแนว มวลหนิ อัคนีแทรกซอนข้ึนไปในทิศตัดกบั แนวหินเดิม

2 เน้อื หนิ อคั นี เป็นลักษณะทางกายภาพของหินที่ไดร้ บั อิทธิพลมาจากอัตราการเยน็ ตัว หรอื การตกผลกึ ของหินหนดื ซง่ึ แบ่งออกเป็น 6 แบบ เนอื้ หยาบ เนือ้ ละเอียด เน้อื แกว้ เนื้อลายดอก เนอ้ื ฟองน้า เน้ือธารไหล

3 แรใ่ นหินอคั นี แบ่งเป็น 3 ประเภท ดังน้ี 1 แรป่ ฐมภมู ิหลัก คือ แร่ทเี่ กิดขน้ึ ในขณะท่หี ินหนืด เยน็ ตวั และตกผลึกแล้วกลายเป็นหินอคั นี ซ่งึ เป็นสว่ นประกอบหลัก ของหินอัคนี เชน่ ควอรตซ์ เฟลด์สปาร์ ไพรอกซนี เป็นต้น 2 แร่ปฐมภูมิรอง คือ แร่ที่เกิดข้ึนในขณะท่ีหินหนืด เย็นตัวและตกผลึกแล้วกลายเป็นหินอัคนี แต่มีปรมิ าณนอ้ ยมาก มักเกดิ เปน็ ผลกึ แร่เลก็ ๆ เชน่ แมกนีไทต์ อลิ เมไนต์ ฮมี าไทต เป็นตน้ 3 แร่ทุตยิ ภูมิ คือ แร่ทเ่ี กดิ ขน้ึ หลงั จากท่หี ินหนืดเยน็ ตัว ตกผลกึ และแขง็ ตัวซง่ึ เป็นผลจากการสลายตวั ของแร่ทเ่ี กดิ กอ่ น เช่น คลอไรต์ เกดิ มาจาก ไบโอไทด์และเคโอลิไนต์ เป็นต้น

4 การจาแนกหินอคั นี หากพิจารณาสภาพการเยน็ ตัวของหินหนืด สามารถแบง่ หินอัคนี ออกเป็น 2 กลมุ่ ดงั นี้ 1 หนิ อคั นรี ะดบั ลึก หรือหินอคั นบี าดาล 2 หนิ อัคนีพุ หรือหนิ ภูเขาไฟ เกดิ จากการเยน็ ตวั ของหินหนดื อย่างชา้ ๆ ภายใต้เปลือกโลกทาให้มเี วลามากพอทจ่ี ะเกิด เกดิ จาก การเยน็ ตัวอยา่ งรวดเร็วของหินหนดื ที่ปะทุขนึ้ มาบนผิวโลก จึงทาให้เนอ้ื หนิ มี การตกผลึกของแรจ่ ึงทาให้เน้อื หินมผี ลกึ แรข่ นาดใหญ่ ผลกึ แรข่ นาดเลก็ หนิ แกรนิต หนิ แกบโบร หินไรโอไลต์ หินบะซอลต์ (granite) (gabbro) (rhyolite) (basalt)

หินตะกอน หนิ ตะกอน (sedimentary rock) เกดิ จากการทับถมของเศษหินท่ผี พุ งั มาจากหินชนิดต่างๆ รวมทงั้ ดนิ ทราย และซากพืชซากสัตว์ทีถ่ ูกพัดพามาโดยลม นา้ หรอื ธารน้าแข็ง 1 กฎในการศึกษาหินตะกอน 2 การเกดิ หินตะกอน นโิ คลัส สตีโน (Nicolus Steno) นักธรณีวทิ ยาชาวเดนมาร์ก เปน็ ผคู้ ดิ คน้ แบ่งออกเป็น 3 วธิ ี ดังนี้ หลกั การลาดับชน้ั หนิ ท่ีเรยี กวา่ กฎของสตีโน (Steno’s law) ดงั นี้ 1) การสะสมตัวทางกายภาพ 1) กฎการวางตัวแนวราบ (law of original horizontality) 2) กฎการวางตัวซ้อนทับ (law of superposition) 2) การสะสมตัวทางเคมี 3) กฎการต่อเนื่องของบรรพชีวิน (law of faunal succession) 3) การสะสมตวั ทางชีวภาพ

3 เนอื้ หนิ ตะกอน มีลกั ษณะเปน็ ตะกอนเม็ด (detrital/clastic sediment) ซ่งึ มีขนาด แตกต่างกนั

4 การจาแนกหินตะกอน 2) หินตะกอนเนื้อประสาน หรอื หนิ ตะกอนเคมี (nonclastic/chemical sedimentary rock) 1) หินตะกอนเนื้อประสม หรอื หินตะกอนเนื้อเศษหิน (clastic sedimentary rock) หนิ ดินดาน (shale) หนิ ทราย (sandstone) หนิ กรวดมน (conglomerate) หนิ ปนู (limestone) เกลอื หนิ (rock salt) 3) หนิ ตะกอนอินทรีย์ (organic sedimentary rock) ถา่ นหนิ (coal)

หนิ แปร หนิ แปร (metamorphic rock) เกดิ จากการแปรสภาพของหนิ อัคนี หินตะกอน หรอื หินแปร โดยกระบวนการทางกายภาพและทางเคมที ่ีอณุ หภมู แิ ละ ความดันสงู 1 ผลกระทบและผลติ ผลของการแปรสภาพ 2 ชนดิ ของการแปรสภาพ การแปรสภาพส่งผลใหเ้ กิดลกั ษณะต่างๆ ดงั น้ี แบ่งออกเปน็ 4 ประเภท โดยใชล้ ักษณะการเกิดเปน็ เกณฑ์ ดงั น้ี 1 การเกิดผลกึ ใหม่ (recrystallization) 1 การแปรสภาพสมั ผสั หรอื การแปรสภาพเน่ืองจากความร้อน 2 การจดั เรียงตัวใหม่ (reorganization) (contact/thermal metamorphism) 3 การรวมตัวใหม่ (recombination) 4 การแทนท่ี (replacement) 2 การแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) 5 การบดเมด็ แร่ (crushing and pulverization) 3 การแปรสภาพพลวัต (dynamic metamorphism) 4 การแปรสภาพดว้ ยน้ารอ้ น (hydrothermal metamorphism)

3 เน้อื หินแปรและการจาแนก จาแนก แบง่ ออกเปน็ 2 ลักษณะ ดงั นี้ 1 หนิ แปรมรี ิ้วขนาน (foliated metamorphic rock) 2 หนิ แปรไม่มีริว้ ขนาน (nonfoliated metamorphic rock) หินชนวน (slate) หินชสี ต์ (schist) หนิ ควอรต์ ไซต์ (quartzite) หนิ อ่อน (marble) หินไนส์ (gneiss) หินฮอร์นเฟลส์ (hornfels)

ทรพั ยากรปิโตรเลียมและถ่านหนิ ปโ ตรเลยี ม (petroleum) คอื สารประกอบไฮโดรคาร์บอนทเ่ี กิดการ ทบั ถมและแปรสภาพ ของซากสงิ่ มีชีวิตทง้ั พชื และสตั วข์ นาดเล็กเป็นเวลาหลายล้านปี ผนวกกบั ความรอ้ นใต้พิภพ และการสลายตวั ของอินทรีย์สารตามธรรมชาติ ทาใหซ้ าก ส่งิ มีชีวิตกลายเปน็ ปิโตรเลียม

แหล่งปโิ ตรเลียมบนบก มี Link ให้รบั ชมทา้ ยชั่วโมง สร้างทางเคมีของแร่

ผลิตภณั ฑ์ท่ไี ด้จากการแยกแก๊สธรรมชาตแิ ละการกล่ันน้ามันดิบส่วนใหญ่นามาใชเ้ ป็น เช้อื เพลงิ ชนิดตา่ งๆ ดงั นี้ นา้ มันเบนซนิ หรอื แก๊สโซลีน นา้ มนั ดเี ซล แกส๊ โซฮอล์ แกส๊ ธรรมชาตอิ ดั (gasoline) (diesel fuel) (gasohol) (compress natural gas : CNG)

ถา่ นหนิ ถ่านหิน (coal) เป็นเชื้อเพลงิ ธรรมชาติ เกดิ จากการสะสมตัว ตามธรรมชาติของซากพชื ในแอ่งตะกอนนา้ ตนื้ ถา่ นหนิ เป็นหนิ ตะกอนชนิดหนง่ึ ทส่ี ามารถติด ไฟได้

การใชป้ ระโยชน์จากถา่ นหิน ภาคอตุ สาหกรรม ถ่านหนิ ท่ีนามาใช้ในภาคอุตสาหกรรมการใชภ้ ายใน ประเทศไทยมี 2 ภาคส่วน ได้แก่ ภาคการผลติ ไฟฟ้า • มกั นาไปใช้เปน็ เชื้อเพลิง เช่น เปน็ เชือ้ เพลิงเพ่ือการผลิตกระแสไฟฟ้า การถลงุ โลหะ การผลิตปนู ซเี มนต์ เป็นตน้ • ใชใ้ นการทาถ่านสงั เคราะห์เพื่อนาไปใชเ้ ปน็ สารดูดกลนิ่ ในเครือ่ งกรองนา้ และเครอื่ งใช้ต่าง ๆ ท่ีต้องการ ประโยชน์จากการดดู ซบั กล่นิ • นามาทาเปน็ ถา่ นกัมมันต์ (activated carbon) เพอื่ ใชเ้ ปน็ สารดดู ซบั กล่นิ ในเครื่องกรองน้า เครือ่ งกรอง อากาศ หรือนาไปทาคาร์บอนไฟเบอรซ์ ่ึงเปน็ วัสดุทมี่ ี ความแขง็ แกรง่ แตน่ ้าหนกั เบา สาหรบั ใช้ทาอปุ กรณ์ กฬี า • การแปรสภาพถา่ นหนิ ให้เป็นของเหลวเพอ่ื เพม่ิ คณุ คา่ ทางด้านพลงั งานและความสะดวกในการ ขนสง่ ด้วยระบบทอ่ สง่