Custom Search
Nares_ชั้นเฉียงระดับนั้น สำคัญไฉน
 
โดย อาจารย์นเรศ สัตยารักษ์ : https://www.facebook.com/nares.sattayarak
 
เมื่อปีค.ศ. 1669 Nicholas Steno นักธรณีวิทยาชาวดัตช์ ได้บัญญัติกฎว่าด้วยธรณีวิทยาขึ้นมา 4 ข้อ หนึ่งในนั้นกล่าวว่า “ตะกอนย่อมวางตัวในแนวราบยามกำเนิด” (Law of original horizontality) เช่นนี้แล้ว เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาวะของแอ่งสะสมตะกอนหรือเปลี่ยนชนิดของวัสดุที่ตกทับจม ก็จะเกิดระนาบชั้นหินตะกอนทับถมซ้อนกัน ทำให้ได้ชั้นใหม่วางซ้อนอยู่ข้างบน แต่ทว่า หากเราสังเกตหินโผล่ตามห้วย หรือหน้าผา หรือชายทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหินโผล่ที่เป็นหินทราย เราอาจเห็นชั้นหินที่ไม่น่าจะวางตัวในแนวราบเมื่อตอนเกิด เพราะว่าชั้นหินที่ว่านี้ วางตัวทำมุมกับชั้นหินอื่นๆ ชั้นหินเช่นนี้ นักธรณีวิทยาเรียกว่า “ชั้นเฉียงระดับ” (cross bedding)
สรุปแล้ว ชั้นเฉียงระดับคือชั้นหินที่วางตัวเอียงเทตั้งแต่กำเนิด (Steno ต้องไม่ชอบหน้าพวกนี้มาก ที่แหกกฎที่เขาตั้งขึ้น) มิได้เอียงหลังจากกลายเป็นหินแล้ว เพราะว่า พวกนี้จริงๆแล้วคือเนินทรายใต้ท้องน้ำ ใต้ทะเล หรือเนินทรายในทะเลทรายนั่นเอง ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่กระแส (ส่วนใหญ่คือ น้ำ กับลม) มีการเคลื่อนไหวพัดพาตะกอนให้เคลื่อนตัวไปตามทิศทางของกระแส โดยเม็ดตะกอนจะถูกพาให้ปีนซ้อนกัน จนถึงจุดหนึ่งก็จะกลิ้งตกลงไปทางปลายของกระแส ทำให้ได้ชั้นเฉียงระดับที่จะวางตัวเอียงเทไปในทิศทางเดียวกันกับการไหลของแม่น้ำหรือลม
เมื่อมองตามภาพตัดขวางในแนวที่ตั้งฉากกับทิศทางการไหลของกระแส เราแบ่งชั้นเฉียงระดับออกได้เป็น 2 แบบ ได้แก่ ชั้นเฉียงระดับแบบแผ่น (tabular cross bedding) มียอดของเนินทรายเป็นแนวตรง และชั้นเฉียงระดับจะมีลักษณะเป็นแผ่นเอียงเทไปทางปลายกระแสทั้งหมด แบบที่สองคือ ชั้นเฉียงระดับแบบร่อง (trough cross bedding) แบบนี้มียอดเนินทรายเป็นแนวโค้งไปมา ชั้นเฉียงระดับด้านขวาจะเอียงเทค่อนไปทางซ้าย ด้านซ้ายเอียงลงค่อนไปด้านขวา ขณะที่ส่วนกลางจะเอียงไปทางปลายกระแส
หากเรามองดูหินโผล่ด้านข้าง เราสามารถมองเห็นชุด (set) ของชั้นเฉียงระดับได้ ชุดดังกล่าวนี้เกิดขึ้นเมื่อมีเนินทรายชุดใหม่เกิดขึ้น และกัดทำลายส่วนบนของเนินทรายชุดเก่า ข้าพเจ้าตั้งกติกาให้ตัวเองว่า ถ้าความหนาของชุดนี้น้อยกว่า 50 เซ็นติเมตร จะเรียกว่าขนาดเล็ก พวกนี้มักจะเกิดจากห้วยขนาดไม่ใหญ่นัก หรือจากแม่น้ำสายใหญ่ แต่มีการไหลเปลี่ยนทิศทางหรือระดับความรุนแรงบ่อยครั้ง หากมีความหนาไม่เกิน 2 เมตร ถือว่ามีขนาดใหญ่ มักจะเกิดจากแม่น้ำขนาดใหญ่หรือเล็ก ตามขนาดของชุด ส่วนพวกที่มีขนาดใหญ่มาก คือมากกว่า 2 เมตรถึงหลายสิบเมตร พวกนี้เกิดจากเนินทรายในทะเลทรายนั่นเอง(ถึงตอนนี้ Steno จะชี้ให้ใครต่อใครดูแนวการวางตัวของชุดชั้นเฉียงระดับแต่ละชุด แล้วพูดว่า เห็นม๊ะ เห็นม๊ะ แนวรอยต่อนี้ ถ้าไม่เป็นแนวราบก็เกือบราบ นะว้อย)
เมื่อมองภาพตัดขวางที่ขนานกับทิศทางการไหลของกระแส ส่วนใหญ่แล้วด้านบนของชั้นเฉียงระดับมักจะทำมุมกับชั้นหินหรือชุดเฉียงระดับข้างบน แต่ลักษณะการวางตัวบนชั้นหินข้างล่างนั้นมี 2 แบบ คือ แบบทำมุม (angular contact) ซึ่งเกิดจากการที่เม็ดทรายถล่ม(avalanche) หรือว่ากลิ้งตกลงมาจากยอดเนินทราย ยามที่กระแสไม่รุนแรงมากนัก แบบที่สองคือ แบบลาดสัมผัส (tangential contact) เกิดในขณะที่กระแสมีความรุนแรง มีตะกอนมาก เมื่อตะกอนเม็ดหยาบตกลงไปแล้ว พวกตะกอนที่มีขนาดเล็กกว่าที่ล่องลอยอยู่ก็ค่อยๆ ทะยอยตกลงไป ทำให้ได้ชั้นเฉียงระดับที่มีมุมเอียงค่อยๆ ลดลงจนแตะสัมผัสชั้นหินข้างล่าง ทำให้ความหนาของชั้นเฉียงระดับลีบลง และมีปลายหางชี้ไปทางปลายของกระแส
ประโยชน์ของชั้นเฉียงระดับในด้านตะกอนวิทยา เท่าที่นึกได้ มี 4 อย่าง คือ
1. บอกว่าถึงทิศทางการไหลของกระแส (น้ำ หรือลม หรือ คลื่นทะเล) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชั้นเฉียงระดับที่มีมุมการวางตัวชันในด้านบน และลาดลงจนสัมผัสกับชั้นหินข้างล่าง
2. บอกว่าตะกอนที่มีชั้นเฉียงระดับนี้เกิดจากกระแสประเภทไหน แม่น้ำ ทะเล ลม (นักธรณีฯ จะวัดทิศทางการวางตัวของชั้นหิน กับชั้นเฉียงระดับ (พยายามวัดให้ได้ 100 ค่า ต่อ 1 หินโผล่ เผื่อว่าเราเจอชั้นเฉียงระดับแบบร่อง ซึ่งทิศทางการเอียงเทของแต่ละชุด จะบิดไปได้ถึง 180 องศา) แล้วบันทึกทิศทางการไหลของชั้นเฉียงระดับแต่ละค่า หลังจากปรับชั้นหินให้เป็นแนวราบ เสมือนตอนที่ตะกอนสะสมตัว) เราจะได้แผนภาพกุหลาบ (rose diagram) ที่สามารถคาดเดาตัวกลางที่สร้างชั้นเฉียงระดับนั้นๆ ขึ้นมา เช่น ถ้าส่วนใหญ่ไหลไปทิศทางเดียวกัน ก็ควรจะเกิดจากแม่น้ำ หรือลม ถ้าไหลสองทิศทางตรงกันข้ามกัน จะเชื่อว่าเกิดจากคลื่นทะเล ถ้าเป็นสองทิศทางตั้งฉากกัน จะเดาว่าสถานที่นี้คือบริเวณที่แม่น้ำตวัดโค้ง หากทิศทางการไหลมีหลากหลาย ไม่มีทิศทางแน่นอน ก็น่าจะเกิดจากลม ในที่ที่กระแสลมเปลี่ยนทิศทางอยู่ตลอดเวลา
3. บอกว่าด้านไหนเป็นด้านบน ด้านไหนเป็นด้านล่างของชั้นหิน ขณะที่ชั้นหินนั้นๆ สะสมตัว โดยอาศัยจากการพิจารณาชั้นเฉียงระดับที่มีการลาดสัมผัส
4. เป็นตัวบ่งชี้ถึงแหล่งที่มาของแร่ที่เกิดจากกระบวนการด้านตะกอนวิทยา เช่นแร่ยูเรเนียมที่พบที่ภูเวียง ขอนแก่น เป็นแร่ชนิดทุติยภูมิ คือถูกพัดพามากับแม่น้ำ แล้วตกจมกับทรายใต้ท้องน้ำ การจะตามหาแร่ชนิดปฐมภูมิ ก็ต้องอาศัยการศึกษาชั้นเฉียงระดับว่า แม่น้ำสายนั้นๆ ไหลมาจากทิศใด ภูมิภาค หรือว่า เทือกเขาใด ซึ่งในช่วงแรกนั้น นักธรณีวิทยาเยอรมันที่มาช่วยกรมทรัพยากรธรณีสำรวจนั้น เชื่อผิดๆ ว่า หินทรายของหมวดหินเสาขัวที่ภูเวียงนั้น เกิดจากทรายที่ไหลมากับแม่น้ำจากเทือกเขาเลย-เพชรบูรณ์ นู่นแน่ะ
อ่านมาถึงตอนนี้แล้ว พอจะถึงบางอ้อหรือยังครับพี่น้อง ว่า ชั้นเฉียงระดับนี่ มันก็มีประโยชน์เยอะคือกั๋นเน๊าะ พ่อตู้แม่ตู้
 
 
ภาพจินตนาการแสดงข้อแตกต่างระหว่างชั้นเฉียงระดับที่มีลักษณะการสัมผัสกับชั้นหินด้านล่างแบบมุม กับแบบลาดสัมผัส
ชั้นเฉียงระดับที่เกิดจากลมในทะเลทราย (จุดสังเกตคือ มีขนาดชุดของชั้นเฉียงระดับขนาดใหญ่มาก ~ 15 เมตร และมีมุมเอียงเทสูง ~ 30 องศา) หมวดหินภูทอก น้ำตกถ้ำพระ บึงกาฬ
อาจารย์เอ็จกำลังศึกษาชั้นหินที่พลิกกลับเอาด้านบนเป็นด้านล่าง ในเขตรอยเลื่อนเขาค้อที่ตัดกับถนนหมายเลข 12 (พิษณุโลก-หล่มสัก) (สังเกตได้จากชั้นเฉียงระดับที่พลิกกลับ) หินโผล่ในภาพนี้ไม่สามารถระบุหมวดหินได้ แต่ด้านตะวันออกของเขตรอยเลื่อนนี้คือ หมวดหินภูกระดึง ในขณะที่ด้านตะวันตกเป็นหมวดหินโคกกรวด ทำให้ระบุได้ว่าชั้นหินด้านตะวันออกของเขตรอยเลื่อนนี้ เคลื่อนตัวขึ้นสูงหลายร้อยเมตร
 
เปรียบเทียบลักษณะของชั้นเฉียงระดับแบบแผ่น กับแบบร่อง แสดงความหนาของชุดชั้นเฉียงระดับ (set) รวมทั้งแผนภาพกุหลาบ (rose diagram) ที่ได้จากการแสดงทิศทางการวางตัวของชั้นเฉียงระดับ ที่วัดได้จากบริเวณหินโผล่แต่ละสถานที่ (นั่นคือทิศทางการไหลของกระแส (น้ำ หรือ ลม) โบราณ นั่นเอง)

 

---------------------------------------------

คำเตือน

- บทความนี้ นำมาจากแนวคิดนักวิชาการที่มีการนำเสนอผ่านสื่อที่น่าสนใจ นำมารวบรวมเพื่อใช้ประกอบในการศึกษาด้านธรณีวิทยา และใช้แลกเปลี่ยนแนวคิดเพื่อเรียนรู้ในงานด้านธรณีวิทยา (Geology) ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงหรือประกอบในทางกฏหมายได้ โปรดตรวจสอบความถูกต้องกับแหล่งที่มาข้อมูลอีกครั้ง

------------------------------------------------

รวบรวมข้อมูล เกียรติพงษ์ อุดมธนะธีระ 

#GST

.

www.iok2u.com | Link2 | Link3

.

Copyright © 2014. All Rights Reserved.

เว็บไซต์เพื่อประชาสัมพันธ์สมาคมธรณีวิทยาแห่งประเทศไทย (GST) ไม่สามารถใช้อ้างอิงในทางกฏหมาย โปรดตรวจสอบความถูกต้องกับแหล่งที่มาข้อมูลอีกครั้ง

ที่ทำการสมาคม กรมทรัพยากรธรณี ถนนพระราม 6 ราชเทวี กรุงเทพฯ 10400

Line@: @gstorth / Email: gstorth@gmail.com / Website: www.gst.or.th / Fanpage: https://www.facebook.com/gstorth

ภายใต้การดูแลของ สมาคมธรณีวิทยาแห่งประเทศไทย (GST)

พัฒนาเว็บไซต์โดย เกียรติพงษ์ อุดมธนะธีระ / udomtanateera_k@hotmail.com / LineID: Rainubon>