Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 7 แรUโซโรซิลิเกต กลุ=มโซโรซิลิเกต (Sorosilicate group) โครงสร;างสำคัญของกลุ=มแร=นี้ประกอบด;วยโมเลกุลของ ซิลิกอนเตตระฮีดรอน (Silica tetrahedron) 2 โมเลกุลเกาะกัน โดยใช;ออกซิเจน 1 โมเลกุลร=วมกัน ดังนั้น อัตราส=วน Si : O = 2:7 ทำให;เหลือประจุลบ 6 ประจุ สำหรับเกาะกับประจุบวก ธาตุอื่น บางครั้งใน โครงสร;างมีทั้ง Si2O7 และ SiO4 เกิดร=วมกัน ชนิดของแร=ในกลุ=มนี้ค=อนข;างมีน;อยมาก ที่น=าสนใจได;แก= กลุ=มเอพิโดต (Epidote group) Ca2Al2(Fe3+, Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) พัมเพลลีไอต$(Pumpellyite) Ca2MgAl2[Si2O7] (OH)2H2O ไอโดเครส (Idocrase) Ca19(Al,Fe3+)10 (Mg,Fe2+)3(Si2O7)4(SiO4)10(O,OH,F)10 7.1 กลุ4มเอพิโดต (Epidote group) กลุ=มเอพิโดตเปnนแร=ที่เสถียรที่สุดในกลุ=มโซโรซิลิเกต ซึ่งมีสูตรเคมีทั่วไปคือ X2Y3O(SiO4)(Si2O7)OH แร=กลุ=มนี้มีโครงสร;างทางเคมีที่ซับซ;อน ธาตุหลากหลายสามารถแทนที่กันได;ในโครงสร;าง แต=ส=วนใหญ=มักเปnน แคลเซียมและอะลูมิเนียม ตามโครงสร;างทางเคมีสามารถจำแนกแร=ในกลุ=มเอพิโดตได;เปnน 2 ระบบผลึก ได;แก=ระบบสามแกนต=าง (Orthorhombic system) และระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) ที่ ประกอบด;วยโซอิสไซต$ เอพิโดต ไคลโนโซอิสไซต$ พีมอนไทต$ และอะลาไนต$ ระบบสามแกนต=าง (Orthorhombic system) o โซอิสไซต$ Ca2Al3O (SiO4)(Si2O7)OH ระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) o เอพิโดต Ca2Al3(Fe3+; Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) o ไคลโนโซอิสไซต$ Ca2Al3O(SiO4)(Si2O7)OH o อะลาไนต$ (Ca,Ce,La)2(Al,Fe3+,Fe2+)3O(SiO4)(Si2O7)(OH)2 o พีมอนไทต$ Ca2(Al,Fe3+,Mn3+)3O(SiO4)(Si2O7)OH ซึ่งมีแร= 2 ชนิดที่มีสูตรเคมีเหมือนกันแต=แตกต=างกันที่โครงสร;าง (polymorph) คือโซอิสไซต$และ ไคลโนโซอิสไซต$ ที่มีสูตรเคมีเหมือนกันคือ Ca2Al3O(SiO4)(Si2O7)OH แต=อยู=ในระบบผลึกที่แตกต=างกัน โซอิสไซต$เปnนแร=ในระบบสองแกนต=าง (Orthorhombic systems) ผลึกทั่วไปพบเปnนผลึกยาว แร=นี้ มีความถ=วงจำเพาะ 3.2 – 3.4 แสดงสีเทา เหลือง น้ำตาล ชมพูเขียว น้ำเงิน ม=วง และไม=มีสีลักษณะโปร=งใส ถึงโปร=งแสง (รูปที่ 7.1) มีความแข็งอยู=ในระดับ 6.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$แสดงแนวแตก สมบูรณ$ที่หน;าผลึก {100} โซอิสไซต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงแบบสูงสุดจึงทำให;เห็นรีลีฟสูง (high relief) เมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา ไม=ปรากฏสีมักเกิดลักษณะเปnนแท=งปริซึมหรือ พีระมิดคู=ฐานสี่เหลี่ยมขนาดเล็ก (รูปที่ 7.1) โซอิสไซต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของ แสง 3 ค=า คือ nX = 1.685-1.705, nY = 1.688-1.710, nZ = 1.697-1.725 91
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 7.1 ผลึกโซอิสไซตK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK(ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) โซอิสไซต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.005 ถึง 0.020 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดต่ำแสดงสี ผิดปกติสีเขียวและน้ำเงินในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี แสดงการมืดแบบขนาน มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดต่ำถึงปานกลางอยู=ระหว=าง 0 องศา ถึง 69 องศา (รูปที่ 7.1) โซอิสไซต$เปnนแร=ที่คงทนสูงและเกิดมากในหินแปรเกรดปานกลางที่แปรสภาพมาจากหินตะกอนที่มี แคลเซียมสูงหรือหินปูน อีกทั้งยังสามารถพบในชุดลักษณ$การแปรสภาพแอมฟ~โบลไลต$ของหินอัคนีสีเข;ม เอพิโดตมีลักษณะเปnนแท=งปริซึม เปnนเส;น หรือเนื้อสมานแน=น โดยทั่วไปจะมีสีเขียวอมเหลือง สี เขียวพิสตาชิโอ บางครั้งมีสีน้ำตาลถึงสีดำ ประกายคล;ายแก;วกับยางสน แสดงลักษณะโปร=งใสถึงเกือบทึบ แสงและมีแนวแตกสมบูรณ$ในหน;า {001} สมบูรณ$แบบและไม=สมบูรณ$ในหน;า {100} แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะ สูงถึง 3.3 ถึง 3.5 (รูปที่ 7.2) มีความแข็งอยู=ในระดับ 6-7 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ รูปที่ 7.2 ผลึกเอพิโดต (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK(ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) ไคลโนโซอิสไซต$มีลักษณะเปnนเกาะติดกันเปnนเมล็ดเกาะกันแน=นแบบเมล็ดน้ำตาล โดยทั่วไปจะมีสี เทา เหลือง เขียว และชมพู ประกายคล;ายแก;ว แสดงลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง และมีแนวแตกสมบูรณ$ แบบในทิศทางเดียว แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะสูงถึง 3.2 ถึง 3.4 มีความแข็งอยู=ในระดับ 6.5 ตามมาตราส=วน ความแข็งของโมห$ ไคลโนโซอิสไซต$และเอพิโดตเปnนแร=ที่มีความเหมือนกันมากเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ ซึ่งเปnน แร=ในระบบหนึ่งแกนเอียงเหมือนกัน (Monoclinic system) ค=าดัชนีหักเหของแสงแบบสูงสุดจึงทำให;เห็นรี ลีฟสูง (high relief) เมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา ไคลโนโซอิสไซต$ไม=ปรากฏสีแต= เอพิโดตแสดงสีเหลืองอ=อน แสดงแนวแตกเรียบหนึ่งทิศทางสมบูรณ$คล;ายกัน ไคลโนโซอิสไซต$และเอพิโดตมี 92
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ผลึกเปnนแกนแสงเดี่ยวแบบบวกและลบ มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.703-1.751, nY = 1.707- 1.784, nZ = 1.697-1.725 ไคลโนโซอิสไซต$และเอพิโดตมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.004-0.049 จึงทำให;เห็นไคลโนโซ อิสไซต$สีแทรกสอดต่ำแสดงสีผิดปกติสีน้ำเงินในลำดับที่ 1 แต=เห็นเอพิโดตอยู=ในสีแทรกสอดที่สูงมากในลำดับ ที่ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี แสดงการมืดแบบเอียง มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดต่ำถึงกว;างอยู=ระหว=าง 64 องศา ถึง 90 องศา (รูปที่ 7.2) ไคลโนโซอิสไซต$และเอพิโดตเปnนแร=ที่คงทนสูงและเกิดมากในหินแคลก$ซิลิเกตและหินแปรที่แปร สภาพมาจากหินอัคนีสีจางถึงสีเข;ม อีกทั้งยังสามารถเกิดเปnนแปรเปลี่ยนของแพลจิโอเคลส แร=ที่แทนที่ใน ช=องว=างหรือสายแร=ในหินอัคนีสีเข;ม และหินตะกอนเนื้อประสม อะลาไนต$เปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) แสดงแท=งปริซึมรูปเข็ม แบบ แผ=น รูปมวลเมล็ด และเนื้อสมานแน=น ส=วนใหญ=มีสีน้ำตาลถึงดำและแสดงลักษณะโปร=งแสงถึงทึบแสง ประกายคล;ายแก;วหรือยางสน การแตกคล;ายก;นหอย แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะสูง 3.4 ถึง 4.2 มีความแข็งอยู= ในระดับ 5.5-6 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ อะลาไนต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูง (high relief) เมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา แสดงสีตาลเหลืองและน้ำตาลประกอบกับการเกิดโซน มักเกิดลักษณะเม็ด หรือแท=งขนาดเล็ก (รูปที่ 7.3) อะลาไนต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวกและลบ มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.690-1.813, nY = 1.700-1857, nZ = 1.706-1.891 อะลาไนต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.013-0.036 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดน้ำเงินเขียวใน ลำดับที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี แสดงการมืดแบบเอียง มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดกว;างอยู=ระหว=าง 40 องศา ถึง 90 องศา (รูปที่ 7.3) รูปที่ 7.3 ผลึกอะลาไนตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK(ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/allanite.php) อะลาไนต$เปnนแร=ที่คงทนสูงและประกอบด;วยธาตุหายาก (rare earth elements) และธาตุกัมตรังสี ซึ่งถ;ามีธาตุกัมตรังสีจำนวนมากคุณสมบัติทางแสงจะคล;ายกับแร=ไอโซทรอป~ก แร=นี้เกิดมากในหิอัคนีแทรก ซอนสีจางจำพวกแกรนิต แกรโนไดออไรต$ มอนโซไนต$ และไซอีไนต$อีกทั้งยังสามารถเกิดในหินแปรจำพวก สการ$น แอมฟ~โบลไลต$ และแกรนิติกไนส$ 93
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU พีมอนไทต$เปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) แสดงแท=งปริซึมเรียวเล็กหรือ เนื้อสมานแน=นเปnนผลึก ส=วนใหญ=มีสีน้ำตาลแดงหรือดำแดงและแสดงลักษณะโปร=งแสงถึงเกือบทึบแสง ประกายคล;ายแก;ว (รูปที่ 7.4) แสดงแนวแตกเรียบในหน;าผลึก [001] แต=การแตกไม=สม่ำเสมอจนแตก ละเอียด แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะสูงถึง 3.46 ถึง 3.54 มีความแข็งอยู=ในระดับ 6-6.5 ตามมาตราส=วนความ แข็งของโมห$ รูปที่ 7.4 ผลึกพีมอนไทตK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) พีมอนไทต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงแบบสูงสุดจึงทำให;เห็นรีลีฟสูง (high relief) เมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา แสดงสีแดงสดและมักแสดงการเปลี่ยนสีแดง-เหลือง แนวแตกชัดเจนและ มักเกิดลักษณะเม็ดหรือแท=งขนาดเล็ก (รูปที่ 7.4) พีมอนไทต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหัก เหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.730-1.794, nY = 1.740-1807, nZ = 1.762-1.829 พีมอนไทต$มีค=าไบรีฟริง เจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.025-0.073 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดสูงมากในลำดับที่ 2-3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี แสดงการมืดแบบเอียง มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดกว;างอยู=ระหว=าง 64 ถึง 106 องศา (รูปที่ 7.4) พีมอนไทต$เปnนแร=ที่คงทนสูงและประกอบด;วยธาตุหายากจำพวก Ce, La, Y, Th แทนที่ในโครงสร;าง แคลเซียม แร=นี้เกิดมากในหินแปรเกรดปานกลางแปรสภาพแบบไพศาล ได;แก= ฟ~ลไลต$ ควอตซ$ไซต$ คลอไรต$ ชีสต$ และกรอโคเฟนชีสต$ อีกทั้งยังสามารถเกิดจากการแปรสภาพแบบน้ำแร=ร;อนของหินภูเขาไฟสีปานกลาง ถึงสีเข;ม 7.2 พัมเพลลีไอต;(Pumpellyite) - Ca2MgAl2[Si2O7] (OH)2H2O พัมเพลลีไอต$เปnนแร=ในระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic systems) ผลึกทั่วไปพบเปnนเส;นใยหรือ แท=งขนาดเล็กมาก มีความถ=วงจำเพาะ 3.2 แสดงสีน้ำเงินเขียวหรือเขียวมะกอก มีลักษณะโปร=งแสงและ ประกายแก;ว (รูปที่ 7.5) มีความแข็งระดับ 5.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ พัมเพลลีไอต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ แบบแสงธรรมดา แสดงการเปลี่ยนสีเขียว-เหลือง ปรากฏแนวแตกเรียบแบบฐาน และมักเกิดเปnนกลุ=มเส;นใย แสดงรัศมีคล;ายพัด (radiate, fan-like shape) พัมเพลลีไอต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวกที่มีระนาบแสง แบบ (001) จึงทำให;มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.655-1.710, nY = 1.670-1720, nZ = 1.683- 1.726 94
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU พัมเพลลีไอต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.008 ถึง 0.020 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับ ที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีและแสดงสีแทรกสอดผิดปกติสีน้ำเงินม=วง (anomalous blue-violet) แสดงการ มืดแบบเอียง และมุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดแคบจนถึงกว;างระหว=าง 7-110 องศา (รูปที่ 7.5) พัมเพลลีไอต$เกิดในหินแปรเที่แปรที่แปรสภาพจากหินอัคนีสีเข;มในสภาวะอุณหภูมิต่ำหรือความดัน สูงหรือกรอโคเฟนชีสต$ สามารถเกิดจากการแปรเปลี่ยนแบบสายน้ำแร=ร;อนในหินอัคนีสีเข;มหรือเกิดเปnนแร= ทุติยภูมิจำพวกสายแร=หรือการแทนที่ในช=องว=างของหินอัคนีสีเข;มได;เช=นกัน พัมเพลลีไอต$สามารถ เกิดปฏิกิริยาแปรเปลี่ยนไปเปnนแร=อื่นได;ในกระบวนการแปรสภาพ รูปที่ 7.5 ผลึกพัมเพลลีไอตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบ แสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/prehnite.php) คำถามท(ายบท 1. จงอธิบายคุณสมบัติทางเคมีที่โดดเด=นของแร=โซโรซิลิเกตที่แตกต=างจากแร=กลุ=มนีโซซิลิเกต 2. แร=โซโรซิลิเกตมีความหลากหลายน;อย หากต;องการศึกษาแร=กลุ=มนี้ให;มากที่สุดจะต;องคัดเลือก ตัวอย=างหินชนิดใดมาศึกษา จงอธิบายพร;อมเหตุผลประกอบที่ชัดเจน 3. จงเปรียบเทียบความแตกต=างของโซอิสไซต$และไคลโนโซอิสต$ทั้งคุณสมบัติทางกายภาพ ทางแสง เคมี และการเกิดอย=างละเอียด 4. แร=โซโรซิลิเกตที่แสดงสีในก;อนตัวอย=างและภายใต;กล;องจุลทรรศน$ฯ ทั้งแสงธรรมดาและแสงแบบ โพลาไรซ$เหมือนกันคือแร=ชนิดใด และสามารถพบได;มากในหินประเภทใด 95
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 8 แร6ไซโคลซิลิเกต Chapter 8 Cyclosilicates
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 8 แรUไซโคลซิลิเกต กลุ=มไซโคลซิลิเกต (Cyclosilicate group) โครงสร;างของกลุ=มนี้ประกอบด;วยซิลิกาเตตระฮีดรอน ล;อมตัวกับกันเปnนวงโดยแต=ละซิลิกาเตตระฮีดรอนจะใช;ออกซิเจนร=วมกับตัวอื่น 2 ตัว การจับตัวแบบนี้ทำให; เกิดช=องว=างตรงกลาง บางครั้งเรียกว=าโครงสร;างวงเหวน ทำให;มีโมเลกุลของธาตุอื่นมาเกาะอยู=ด;วยหลายชนิด สูตรโมเลกุลค=อนข;างซับซ;อนยิ่งขึ้น จากการจับตัวของกลุ=มซิลิกาเตตระฮีดรอนในโครงสร;างทำให;ได;สูตร โครงสร;างเปnน (SiO3)n -2 โดย n เปnนเลขจำนวนเต็มคือ 3, 4 และ 6 เท=านั้น ยังไม=พบว=า n เปnนจำนวน 5 หรือมากกว=า 6 ชนิดของแร=ที่สำคัญในกลุ=มนี้ ได;แก= เบริล (Beryl) Al2Be3Si6O18 คอร$เดียไรต$(Cordierite) Mg2(Al4Si5)O18 ทัวร$มาลีน (Tourmaline) Na(Mg, Fe, Li, Al)3Al6(Si6O18)(BO3)(O,OH,F)4 8.1 เบริล (Beryl) - Al2Be3Si6O18 เบริลเปnนแร=ในระบบสามแกนราบ (Hexagonal systems) ผลึกทั่วไปพบเปnนแท=งปริซึมฐานหก เหลี่ยม มีความถ=วงจำเพาะ 2.65-2.8 แสดงสีหลากหลายทั้งฟìา น้ำเงิน แดง ชมพู เหลือง เหลืองทอง เขียว และใสไม=มีสีมีลักษณะโปร=งแสงถึงโปร=งใสและประกายแก;ว (รูปที่ 8.1) แสดงการแตกแบบฝาหอย มีความ แข็งอยู=ในระดับ 7.5-8 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ อะความารีน (Aquamarine) สีฟìาอ=อนมาจากธาตุเหล็ก (Fe2+) สีที่เจือปนจะมีตั้งแต=สีเขียวแถบน้ำ เงินไปจนถึงน้ำเงินแถบเขียว จะเปnนสีคล;ายกับสีของน้ำทะเล (รูปที่ 8.1) ถ;าสีน้ำเงินสดจะเรียกว=า Brazillian Aquar Marine พบที่ประเทศบราซิล แซมเบีย ในภาละตินคำว=า อะความารีนแปลว=าน้ำทะเล มรกต (Emerald) เปnนสีเขียว โดยเกิดจากธาตุโครเมียมเข;าไปแทนที่ในโครงสร;าง (รูปที่ 8.1) ถ;าสี อ=อนไปจะไม=เรียกว=ามรกตแต=จะเรียกว=า เบริล เขียว (Green beryl) แหล=งผลิตที่สำคัญ โคลัมเบีย บราซิล อัฟกานีสถาน แซมเบีย ซิมบับเว นามิเบีย รูปที่ 8.1 ผลึกอัญมณีเบริลสีแตกตDางกัน (ดัดแปลงจาก www.geologyin.com) 99
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU เบริลสีทอง (Golden beryl and heliodor) สีที่พบมีตั้งแต=สีเหลืองอ=อนไปจนถึงสีเหลืองทอง (รูปที่ 8.1) เหลืองมาจากธาตุ (Fe3+) เบริลสีทองจะมีรอยตำหนิเพียงเล็กน;อย มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว=า heliodor พบที่มาดากัสการ$บราซิล นามิเบีย ผลึกของโกเชไนต$แบบไร;สี (Goshenite) เปnนเบริลบริสุทธ$ที่ไม=มีสีมาเจือปน (pure beryl) ลักษณะ โปร=งใส (รูปที่ 8.1) มีความแข็งอยู=ที่ 7.5 – 8 โครงสร;างแบบรูปปริซึมฐานหกเหลี่ยมใช;ทำเครื่องประดับได; เช=น สร;อย ต=างหู กำไลข;อมือ เปnนต;น มักพบในหินเพกมาไทต$(Pegmatite) หินแกรนิต (Granite) เบริลสีชมพู (Morganite) อาจเรียกว=า rose beryl , pink emerald และ cesian beryl ธาตุที่ทำ ให;เกิดสีชมพูคือแมงกานีส (Mn2+) พบที่ สหรัฐอเมริกา บราซิล มาดากัสก;า (รูปที่ 8.1) ส=วนเบริลสีแดง (Red beryl) มีแมงกานีส (Mn3+) แทนอะลูมิเนียมในโครงสร;าง ซึ่งจัดว=าเปnนอัญมณีหายาก เบริลเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบ แสงธรรมดา ไม=แสดงสีแต=ปรากฏแนวแตกเรียบไม=สมบูรณ$บนหน;าผลึก {001} เบริลมีผลึกเปnนแกนแสงเดี่ยว แบบลบ และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 2 ค=า คือ nX = 1.655-1.710, nY = 1.670-1720, nZ = 1.683-1.726 เบริลมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.003 ถึง 0.009 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 ตาม แผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน (รูปที่ 8.2) รูปที่ 8.2 ภาพถDายเบริลในหินเพกมาไทตKภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (ซ,าย) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/pluto/beryl.php) เบริลพบส=วนใหญ=ในหินแกรนิต (Granite) เพกมาไทต$ (Pegmatites) โดยส=วนใหญ=ฝ§งแน=นในเนื้อหิน เบริล คุณภาพต่ำจะฝ§งตัวอยู=ในหินแกรนิต ส=วนเบริลคุณภาพดีมักจะเกิดเปnนรูปผลึกในหินเพกมาไทต$ ซึ่งเปnนแร=ที่มี ความสัมพันธ$กับแร=พวกทังสเตนและดีบุก นอกจากเบริลจะเกิดในหินอัคนีแล;วยังสามารถพบเบริลในหินอื่น ได;อีก เช=น หินปูน และหินแปรแบบสัมผัสพวกไนส$และชีสต$ เบริลสามารถพบได;ในหลากหลายประเทศ ได;แก= โคลัมเบีย มาดากัสการ$รัสเซีย แอฟริกาใต; เปnนต;น ภูเขาสปอร$ กลายเปnนแหล=งที่มีเบริเลียมมากถึง 80% ของโลก แต=การสกัดเบริลเลียมจากเบริลมีค=าใช;จ=ายค=อนข;างสูง ส=วนใหญ=จึงนำเบริลมาใช;ทำอัญมณี เบริลสามารถแปรเปลี่ยนไปเปnนแร=ดินและเซอริไซต$ได; 8.2 คอร;เดียไรต;(Cordierite) - Mg2(Al4Si5)O18 คอร$เดียไรต$เปnนแร=ในระบบสามแกนต=าง (Orthorhombic systems) ผลึกทั่วไปพบเปnนแท=งปริซึม ฐานหกเหลี่ยม มีความถ=วงจำเพาะ 2.57-2.66 แสดงสีหลากหลายทั้งน้ำเงิน เทา ม=วง เหลือง เขียว และใสไม= 100
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU มีสี มีลักษณะโปร=งแสงถึงโปร=งใสและประกายแก;ว (รูปที่ 8.3) แสดงการแตกแบบกึ่งฝาหอย มีความแข็งอยู= ในระดับ 7-7.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ รูปที่ 8.3 ผลึกของคอรKเดียไรตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it) คอร$เดียไรต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ แบบแสงธรรมดา ไม=แสดงสี แต=ปรากฏแนวแตกเรียบไม=สมบูรณ$บนหน;าผลึก {001} คอร$เดียไรต$มีผลึกเปnน แกนแสงคู=แบบลบและบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.527-1.560, nY = 1.532-1.574, nZ = 1.537-1.578 มักเกิดเปnนเม็ดและมีแร=ทึบแสงเกิดอยู=ภายในผลึก คอร$เดียไรต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.005 -0.017 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน (รูปที่ 8.3) มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดปานกลางจนถึงกว;างระหว=าง 35-106 องศา แสดงการแฝดวงบนระนาบ {110} และ {130} คอร$เดียไรต$พบเปnนแร=ดอกในหินแปร (porphyroblast) เกรดสูงที่แปรมาจากหินเพลิติกหรือหินที่มี เนื้อขนาดละเอียด อีกทั้งยังพบในหินแกรนิต เพกมาไทต$ และแกบโบร 8.3 ทัวร;มาลีน (Tourmaline) - Na(Mg, Fe, Li, Al)3Al6(Si6O18)(BO3)(O,OH,F)4 ทัวร$มาลีนมีระบบผลึกแบบสามแกนราบ (Hexagonal system) มีแกนผลึก a1=a2=a3≠c และ แกนในแนวราบทำมุมกัน 120° และ = 90° ผลึกที่เกิดในระบบนี้มีรูปผลึกพื้นฐานเปnนรูปปริซึม พีระมิด พีระมิดคู=ฐานหกเหลี่ยม หรือสามเหลี่ยมด;านเท=า ทัวร$มาลีนสามารถมีได;หลายสีซึ่งขึ้นอยู=กับธาตุองค$ประกอบ โดยทั่วไปสีที่พบส=วนใหญ=มักเปnนสีดำ แต=สามารถพบได;ตั้งแต=ไม=มีสีไปจนถึงสีน้ำตาล แดง ส;ม เหลือง เขียว น้ำเงิน ม=วง ชมพู หรือในหนึ่งก;อนแร=สามารถมีได;ถึงสองถึงสามสี แร=นี้จึงถูกนำมาเปnนอัญมณีและมีชื่อเฉพาะ ในสีที่แตกต=างกัน (รูปที่ 8.4) มีรูปร=างลักษณะผลึกเปnนผลึกที่มีรูปร=างเรียวยาวมาก มีความยาวด;านหนึ่ง มากกว=าด;านอื่นคล;ายเข็ม และถ;ามีลักษณะการวางตัวกระจัดกระจายมักจะพบในหินแกรนิต แสดงแนวแตก ที่ไม=แน=นอน และแสดงการแตกแบบไม=เรียบหรือการแตกแบบโค;งเว;าลักษณะคล;ายก;นหอย มีค=าความคงทน ต=อการขูดขีดอยู=ที่ 7 – 7.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$แสดงประกายหรือความวาวจากการสะท;อน แสงเหมือนแก;วและเหมือนยางสน สีผงเปnนสีขาว มีค=าความถ=วงจำเพาะเท=ากับ 3.06 และค=าความหนาแน=น เท=ากับ 2.82 – 3.32 ทัวร$มาลีนมีซิลิกาเตตระฮีดรอนที่ใช;ออกซิเจนร=วมกัน 2 ตัวที่ฐาน และจับตัวต=อกัน เปnนวง ทำให;โครงสร;างหลักมีรูปร=างเปnนวงของซิลิกาเตตระฮีดรอนและมีอัตราส=วนของ Si:O เปnน 1:3 101
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 8.4 รูปผลึกและชื่อเฉพาะของอัญมณีทัวรKมาลีน (ดัดแปลงจาก www.geologyin.com) ทัวร$มาลีนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางจึงทำให;เห็นรีลีฟปานกลางเมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา แสดงรูปผลึกแบบแท=งยาวหรือสี่เหลี่ยมเกือบด;านเท=าเมื่อตัดแบบขนาน แกน C และแบบสามเหลี่ยมเมื่อตัดตั้งฉากแกน C อีกทั้งยังแสดงการเปลี่ยนสีที่ชัดเจนจากไม=มีสีไปเปnนสี น้ำตาล เขียว หรือน้ำเงินเทา (strong pleochroism O>E) ทัวร$มาลีนมีผลึกเปnนแกนแสงเดี่ยวแบบลบ และ มีค=าดัชนีหักเหของแสง 2 ค=า คือ nO = 1.631-1.698 และ nE = 1.610-1675 ทัวร$มาลีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.015-0.035 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดปานกลางในลำดับที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดง การมืดแบบขนาน (รูปที่ 8.5) อีกทั้งยังมีสัญลักษณ$แนวยาวแบบเร็ว ทัวร$มาลีนมักเกิดในหินอัคนีสีจางหรือ หินที่ตกผลึกในลำดับสุดท;ายจำพวกแกรนิตและเพกมาไทต$ อีกทั้งยังสามารถเกิดในหินแปร ได;แก= ชีสต$ ไนส$ ฟ~ลไลต$ และควอตไซต$ และอาจพบได;ในหินตะกอนเนื้อเม็ดประเภทหินทราย รูปที่ 8.5 ผลึกทัวรKมาลีนและภาพถDายทัวรKมาลีนในหินเพกมาไทตKภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (ซ,าย) แบบแสง ธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK คำถามท(ายบท 1. จงอธิบายคุณสมบัติพิเศษของแร=ไซโคลซิลิเกตที่ทำให;ได;รับความนิยมเปnนอัญมณีทั่วโลก 2. กรณีใดที่เราจะเห็นผลึกทัวร$มาลีนคล;ายสามเหลี่ยมและไม=แสดงสีแทรกสอดภายใต;กล;องจุลทรรศน$ฯ 3. หากต;องการศึกษาแร=ไซโคลซิลิเกตให;มากที่สุดจะต;องคัดเลือกตัวอย=างหินชนิดใดมาศึกษา จงอธิบาย พร;อมเหตุผลประกอบที่ชัดเจน 102 102
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 9 แร6ไอโนซิลิเกต Chapter 9 Inosilicates
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 9 แรUไอโนซิลิเกต กลุ=มไอโนซิลิเกต (Inosilicate group) โครงสร;างของกลุ=มแร=นี้ ประกอบด;วยซิลิกอนเตตระฮีดรอน จับตัวต=อกันเปnนสาย โดยที่จำนวนของซิลิกอนเตตระฮีดรอนขึ้นอยู=กับจำนวนของไอออนบวกที่มาเกาะ รวมตัวด;วยการเกาะตัวกันเปnนสายของกลุ=มแร=นี้มี 2 แบบ คือ 1) การเกาะกันเปnนสายเดี่ยว (single chain structure) อัตราส=วน Si:O = 1:3 เช=นเดียวกับกลุ=มแร= ไซโคลซิลิเกต เพียงแต=ต=างกันที่การเรียงตัว สูตรโครงสร;างเปnน (SiO3) n -2 เช=นเดียวกัน แต= n เปnนเลขจำนวน ที่ไม=จำกัด แร=นี้มีการแทนที่ของแร=ได;หลากหลายทำให;มีโครงสร;างที่ซับซ;อน (รูปที่ 9.1) ตัวอย=างที่สำคัญของ กลุ=มแร=นี้ ได;แก= กลุ=มไพรอกซีน (Pyroxene) มีสูตรโมเลกุลเปnน (W,X,Y)2 (SiO3)2 โดยที่ W ได;แก= Ca 2+, Na+ Y ได;แก= Mg 2+, Fe 2+, Mn +2, Li +2, Al +3, Ti +3, Fe +3 โมเลกุล Si บางครั้งถูกแทนที่ด;วย Al +3 หรือ Fe +3 รูปที่ 9.1 โครงสร,างและการวางตัวของซิลิกอนเตตระฮีดรอนในแรDไอโนซิลิเกตแบบสายเดี่ยวและคูD ตัวอย=างแร=ไพรอกซีน Enstatite MgSiO3 Ferrosilite FeSiO3 Pigeonite Ca0.25(Mg,Fe)1.75Si2O6 Diopside CaMgSi2O6 Hedenbergite CaFeSi2O6 Augite (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 Jadeite NaAlSi2O6 Aegirine NaFe3+Si2O6 Spodumene LiAlSi2O6 Omphacite (Ca,Na)(Mg,Fe2+,Al)Si2O 2) การเกาะกันเปnนสายคู= (double chain structure) เปnนโครงสร;างสายคู=คือสายเดี่ยว 2 สาย มา จับคู=กัน โดยใช;ออกซิเจนร=วมกันเพิ่มอีก 1 ตัว เมื่อประกบกันเปnนสายคู= ทำให;ได;ช=องว=างระหว=างโมเลกุล คล;ายกับกลุ=มไซโคลซิลิเกต เพียงแต=ต=างกันที่การเรียงตัว โมเลกุลที่มักมาอยู=ตามช=องว=าง ได;แก= โมเลกุลไฮดร อกซีล (Hydroxyl) ซึ่งพบในสูตรโมเลกุลเสมอ อัตราส=วน Si:O เปnน 4:11 และมีสูตรเปnน (Si4O11)n -6 โดยที่n 105
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU Glaucophane - Na2Mg3Al2Si8O22(OH)2 Riebeckite - Na2Fe2+ 3Fe3+ 2Si8O22(OH)2 Arfvedsonite - Na3(Fe,Mg)4FeSi8O22(OH)2 Nephrite – Ca2(Fe,Mg)5Si8O22(OH)2 เปnนเลขจำนวนเต็มไม=มีจำกัด จึงทำให;แร=มีโครงสร;างที่ซับซ;อนมากยิ่งขึ้น (รูปที่ 9.1) ตัวอย=างที่สำคัญ ได;แก= กลุ=มแอมฟ~โบล (Amphibole) มีสูตรโมเลกุลเปnน (X,Y,Z)7-8(Si8O22)(OH)2 โดยที่ X ได;แก=K+ , Na+ Y ได;แก= Mg 2+, Fe 2+, Na+ , Ca 2+, K+ , Ba 2+, Li 2+, Mn 2+ Z ได;แก= Mg 2+, Fe +2, Fe+3, Al+3, Mn+3, Ti+4, Cr+3, Ni 2+, Zn 2+ จากการที่มีการเรียงตัวเปnนสายเดียวและสายคู=ของกลุ=มแร=ไอโนซิลิเกตทำให;ทิศทางการจับตัวของ ไอออนบวกแตกต=างกันไป สามารถสังเกตได;จากลักษณะการแตกแนวเรียบของกลุ=มแร=นี้กลุ=มแร=แอมฟ~โบล มีรอยแตกแนวเรียบ 2 ทิศทาง ทำมุมกันประมาณ 56O และ 124O ซึ่งเปnนผลจากการจับตัวของไอออนบวก ภายในโครงสร;าง ตัวอย=างแร=แอมฟ~โบล Hornblende - (Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5Si6(Al,Si)2O22(OH)2 Anthophyllite - (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2 Cummingtonite - Fe2Mg5Si8O22(OH)2 Grunerite - Fe7Si8O22(OH)2 Tremolite - Ca2Mg5Si8O22(OH)2 Actinolite - Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 การศึกษาในบทนี้จะแบ=งแร=ไอโนซิลิเกตที่สำคัญเปnน 4 กลุ=ม ตามลักษณะโครงสร;าง ได;แก= 1) ไพรอกซีน ได;แก= ออร$โธไพรอกซีน และไคลโนไพรอกซีน 2) โซเดียมไพรอกซีน ได;แก= เจไดต$ เอจิรีน และสปอดูมีน 3) ไพรอกซีนอยด$ ได;แก= วอลลาสโตไนต$ แอมฟ~โบล ได;แก= ฮอร$นเบลนด$ แอนโธฟ~ลไลต$ ทรีโมไลต$ แอคทรีโนไลต$ กรอโกเฟน และคัมมิงทูไนต$ 9.1 กลุ4มไพรอกซีน ไพรอกซีนเปnนไอโนซิลิเกตสายเดี่ยวที่มีแนวแตกเรียบเปnนคุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด=นมากคือ แสดงแนวแตกเรียบ 2 ทิศทางเกือบตั้งฉากกัน ทำมุม 93 และ 87 องศา เมื่อตัดขวางหรือตั้งฉากกับแนวแกน C และมีแนวแตกเรียบทิศทางเดียวเมื่อตัดขนานกับแกน C ไพรอกซีนสามารถแทนที่ด;วยธาตุที่หลากหลาย จึงทำให;ปรากฏเปnนสีที่แตกต=างกันขึ้นอยู=กับธาตุองค$ประกอบ ไพรอกซีนสามารถจำแนกได; 2 กลุ=มตามคุณสมบัติทางผลึกศาสตร$ ได;แก= ออร$โธไพรอกซีนที่เปnนแร= ในกลุ=มระบบผลึกสามแกนต=าง (Orthorhombic system) และไคลโนไพรอกซีนที่เปnนแร=ในกลุ=มระบบผลึก หนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) 9.1.1 ออร;โธไพรอกซีน (Orthopyroxene, opx) มีการแทนที่กันของเหล็กและแมกนีเซียมใน โครงสร;าง มีส=วนประกอบรวมเปnน (Mg,Fe)2Si2O6 มี End-member เปnนเอนสตาไทต$ (Mg2Si2O6) และ เฟอร$โรซิไลต$ (Fe2Si2O6) ดังแสดงในรูปที่ 9.2 ออร$โธไพรอกซีนจะมีส=วนประกอบทางเคมีเปnนสัดส=วนของ เอนสตาไทต$ต=อเฟอร$โรซิไลต$ (enstatite (En)-content : ferrosilite (Fs)-content) 106
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 9.2 แผนภาพการจำแนกไพรอกซีนตามสัดสDวนของแมกนีเซียม เหล็ก และแคลเซียม เอนสตาไทต$และเฟอร$โรซิไลต$เปnนแร=ในระบบผลึกสามแกนต=าง (Orthorhombic system) รูปผลึกทั่วไปมี ลักษณะเปnนแท=งมักเกาะกันเปnนกลุ=มก;อน คล;ายเส;นใย หรือเปnนแผ=นซ;อนกัน แต=พบได;น;อยมาก ความถ=วงจำเพาะ ประมาณ 3.2-3.6 สำหรับเอนสตาไทต$ที่บริสุทธิ์ความถ=วงจำเพาะจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณของธาตุเหล็ก แร=กลุ=มนี้ แสดงสีหลากหลายทั้งเทา เขียว เหลืองเข;ม เหลืองน้ำตาล น้ำตาล และดำ (รูปที่ 9.3) มีความแข็ง 5 – 6 ตาม มาตราส=วนความแข็งของโมห$แสดงประกายคล;ายแก;ว ไหม กึ่งโลหะ และด;าน มีคุณสมบัติโปร=งใสถึงทึบแสง รูปที่ 9.3 ผลึกของเอนสตาไตตK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK ออร$โธไพรอกซีนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางจึงทำให;เห็นรีลีฟปานกลางเมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา แสดงสีเขียว สีเทา และไม=แสดงสี ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจน ตามคุณสมบัติของไพรอกซีน บนหน;าผลึก {001} ออร$โธไพรอกซีนมีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนี หักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.649-1.768, nY = 1.653-1.770, nZ = 1.657-1.778 มักเกิดเปnนแท=งปริซึมไม=ยาว นักและแผ=นหนา ออร$โธไพรอกซีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.009–0.011 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีสูงสุดถึงสีเหลือง แสดงการมืดแบบขนาน (รูปที่ 9.3) มุมระหว=างแกนแสง (2V) มีขนาดปาน กลางระหว=าง 54 – 90 องศา แสดงการแฝดวงบนระนาบ {100} และ {001} (รูปที่ 9.3) 107
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU เอนสตาไทต$มักพบเปnนแร=ประกอบหินอัลตราเมฟ~ก แกบโบร บะซอลต$ และมักเกิดร=วมกับไคลโนไพรอกซีน ที่มีแคลเซียมมากจำพวกออไจต$ ดังแสดงในรูปที่ 9.4 ส=วนเฟอร$โรซิไลต$พบได;น;อยมากในธรรมชาติแร=กลุ=มนี้ สามารถแปรเปลี่ยนไปเปnนเซอร$เพนทีนและคลอไรต$ได;ง=ายมาก รูปที่ 9.4 แผนภาพการเกิดออไจตKรDวมกับออรKโธไพรอกซีนและพีจีออไนตKในอุณหภูมิตDางกัน 9.1.2 ไคลโนไพรอกซีน (clinopyroxene, cpx) มีการแทนที่กันของ Ca-Mg-Fe ในโครงสร;าง มี ส=วนประกอบรวมเปnน (Ca,Mg,Fe)2Si2O6 มี End-member เปnนเอนสตาไทต$ (Mg2Si2O6) เฟอร$โรซิไลต$ (Fe2Si2O6) และวอลลาสโตไนต$ (Ca2Si2O6) แร=กลุ=มนี้เกิดการแทนที่ของเหล็ก แมกนีเซียม และแคลเซียมใน โครงสร;างด;วยสัดส=วนที่ต=างกัน จึงทำให;มีสูตรเคมีที่แตกต=างกัน ไคลโนไพรอกซีนที่พบได;ทั่วไปประกอบด;วย พีจีออ ไนต$ ออไจต$ ไดออปไซด$ เฮเดนเบอไจต$และอมฟาไซต$ ที่มีสูตรเคมีที่แตกต=างกัน แร=นี้มักเกิดรวมกันแบบสารละลาย ของแข็ง โดยเฉพาะพีจีออไนต$และออไจต$ ดังแสดงในรูปที่ 9.4 พีจีออไนต$ (Pigeonite) Ca0.25(Mg,Fe)1.75Si2O6 ไดออปไซต$ (Diopside) CaMgSi2O6 เฮเดนเบอไจต$ (Hedenbergite) CaFeSi2O6 ออไจต$ (Augite) (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 ไคลโนไพรอกซีนเปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปมีลักษณะเปnน แท=งปริซึมที่แสดงหน;าตัดเปnนรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส มักเกาะกันเปnนกลุ=มก;อน เปnนรูปเสาและเปnนแผ=นซ;อนกัน อาจพบ ผลึกแฝดซ;อนขนานบนแนว {001} หรือบนแนว {100} แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะ 3.2 – 3.3 แสดงสีแตกต=างกันไป ตามสัดส=วนธาตุองค$ประกอบ ไดออปไซด$มีเขียวและจะเข;มขึ้นตามปริมาณธาตุเหล็ก ออไจต$มีสีดำ เฮเดนเบอร$ไจต$ มีสีเขียวถึงเขียวเข;ม น้ำตาล เทา และดำ (รูปที่ 9.5) แร=กลุ=มนี้มีความแข็ง 5 – 6 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ แสดงประกายคล;ายแก;ว มีแนวแตกเรียบไม=สมบูรณ$ในแนว {110} และมีลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง ไคลโนไพรอกซีนไม=สามารถจำแนกได;อย=างละเอียดด;วยคุณสมบัติทางแสง ไคลโนไพรอกซีนเปnนแร=ที่มีค=า ดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา (รูปที่ 9.5) แสดงสีเขียว สีเทา และไม=แสดงสี ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไพรอกซีน บนหน;าผลึก 108
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU {001} ไคลโนไพรอกซีนมีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า อยู=ในช=วงใกล;เคียงกันใน ทุกแร=คือ nX = 1.664-1.735, nY = 1.672-1.741, nZ = 1.694-1.774 ไคลโนไพรอกซีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.018-0.033 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวียกเว;นอมฟาไซต$ที่มีค=าต่ำเพียง 0.012-0.028 ซึ่งปรากฏสีแทรกสอดในลำดับที่ 1 ไคลโนไพรอกซีนแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติ หรือแบบขนานได;เหมือนกัน แต=พีจีออไนต$ออไจต$ ไดออปไซต$และอมฟาไซต$มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V) แตกต=างกันคือ 0-32องศา 25-61องศา 50-62องศา และ 56-84 องศา (รูปที่ 9.6) พีจีออไนต$และออไจต$มักเกิด การแทนที่แบบริ้วในหนึ่งผลึก บ=งชี้ถึงการเกิดร=วมกันของแร=ในผลึกเดียวกัน รูปที่ 9.5 ผลึกของออไจตKในหินอัคนีสีเข,ม (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK รูปที่ 9.6 แผนภาพการจำแนกแรDไพรอกซีนภายใต,กล,องจุลทรรศนKแบบแสงโพลาไรซK โดยทั่วไปการศึกษาวิทยาแร=จะสามารถบ=งบอกชนิดของไคลโนไพรอกซีนได;จากข;อมูลหินที่นำมาศึกษา เนื่องจากไคลโนไพรอกซีนแต=ละชนิดจะมีรูปแบบการเกิดที่แตกต=างกัน ไดออปไซด$พบในหินแปรที่เปnนผลมาจาก การแปรสภาพโดยได;รับอิทธิพลของความร;อนของหินปูน หรือโดโลไมต$ที่มีซิลิกาและแมกนีเซียมสูง เกิด ร=วมกับฟอสเตอไรต$และแคลไซต$ ส=วนเฮเดนเบอร$ไจต$จะเกิดในหินแปรที่มีลักษณะคล;ายกันแต=มีปริมาณธาตุเหล็กที่ สูงมาก ไดออปไซด$และเฮเดนเบอร$ไจต$สามารถเกิดจากการตกผลึกของหินอัคนีได;ในหินอัคนีสีเข;มอัลคาไลน$และ หินอัลคาไลน$โอลิวีนบะซอลต$โดยในช=วงแรกนั้นแร=ไคลโนไพรอกซีนที่มีแคลเซียมสูงจะตกผลึกก=อน และในช=วง สุดท;ายอาจมีแร=เฮเดนเบอร$ไจต$ตกผลึกออกมา ทั้งนี้ขึ้นอยู=กับปริมาณของเหล็กที่หลงเหลืออยู=ในหินหนืดด;วย พีจีออ 109
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ไนต$พบได;ในหินอัคนีสีปานกลางถึงสีเข;ม ได;แก= ไดออไรต$ แอนดีไซต$ บะซอลต$แกบโบร และสามารถพบได;ในหิน แปรชุดลักษณ$แกรนูไลต$ (granulite facies) ออไจต$พบในหินอัคนีสีเข;มจำพวกแกบโบร บะซอลต$ และอัลตราเมฟ~ก อาจเกิดร=วมกับพีจีออไนต$ในรูปแบบสารละลายของแข็ง ออไจต$ยังสามารถพบได;ในหินแปรจำพวกแอมฟ~โบไลต$ ฮอร$นเบลนด$ไนส$ และแกรนูไลต$ส=วนอมฟาไซต$ค=อนข;างแตกต=างเนื่องจากเกิดในหินแปรที่มีหินเดิมเปnนหินอัคนีสี เข;มและเกิดที่ความดันสูงมากจำพวกเอโคลไจต$ (eclogite) ซึ่งมักเกิดร=วมกับไพโรป ไคลโนไพรอกซีนแปรเปลี่ยนไป เปnนเซอร$เพนทีนและคลอไรต$ หากมีปริมาณแคลเซียมสูงอาจกลายเปnนทัลก$และเอพิโดต 9.2 โซเดียมไพรอกซีน โซเดียมไพรอกซีนมีคุณสมบัติทางกายภาพคล;ายไพรอกซีนทั่วไปเกือบทุกประการ แต=เนื่องจากมีโซเดียม เหล็ก (II) เหล็ก (III) และลิเทียมเข;ามาแทนที่ในโครงสร;างจึงทำให;ซิลิกอนเตตระฮีดรอนจับตัวกับไอออนบวก เปลี่ยนแปลงไปจนคุณสมบัติบางประการมีความแตกต=างจากไพรอกซีนทั่วไป แร=กลุ=มนี้ได;แก= เอจิรีน เจไดต$ และส ปอดูมีน ดังแสดงในรูปที่ 9.7 รูปที่ 9.7 แผนภาพการจำแนกโซเดียมไพรอกซีนตามสัดสDวนของอะลูมิเนียม แมกนีเซียม เหล็ก (II) เหล็ก (III) และ แคลเซียม 9.2.1 เอจีรีน เอจีรีนเปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) เปnนส=วนปลายของโซเดียมของอนุกรม aegirine-augite Aegirine มีสูตรทางเคมี NaFeSi2O6ซึ่งเหล็กมีอยู=เปnน Fe ในซีรีส$ aegirine-augite โซเดียมจะถูก แทนที่ด;วยแคลเซียมโดยใช;เหล็ก (II) และแมกนีเซียมแทนที่เหล็ก (III) เพื่อปรับสมดุลของประจุ อะลูมิเนียมยัง ทดแทนเหล็ก (III) แอคไมต$ (Acmite) เปnนเส;นใยที่มีสีเขียว เอจิรีนเกิดเปnนผลึกปริซึมหนึ่งแกนเอียงที่มีสีเขียวเข;ม น้ำตาลเข;ม และดำ (รูปที่ 9.8) มีความแวววาวเหมือนแก;วและความแตกแยกที่สมบูรณ$แบบ ความแข็งแตกต=างกัน ไปตั้งแต= 5 ถึง 6 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$และความถ=วงจำเพาะอยู=ระหว=าง 3.2 ถึง 3.4 เอจีรีนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา (รูปที่ 9.8) แสดงการเปลี่ยนสีของสีเขียวอย=างชัดเจนและมีสูตรการเปลี่ยนสีคือ X = emerald green, Y = grass green, Z = brownish green ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไพรอก 110
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ซีน บนหน;าผลึก {001} เอจีรีนมีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.750- 1.776, nY = 1.780-1.820, nZ = 1.795-1.836 เอจีรีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.040-0.060 จึงทำให; เห็นสีแทรกสอดสูงในลำดับที่ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี(รูปที่ 9.8) แสดงการมืดแบบเอียงที่มีมุมมืดอยู=ในช=วง 10-20 องศา ปรากฏการแฝดแบบปกติ/ขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสงอยู=ระหว=าง 60-70 องศา รูปที่ 9.8 ผลึกของเอจีรีน (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) เอจีรีนมักเกิดขึ้นในหินอัคนีอัลคาไลน$จำพวกเนฟ~ลีน ไซอีไนต$คาร$บอเนไทต$ และเพกมาไทต$นอกจากนี้ยัง ปรากฏในกระบวนการแปรสภาพในระดับภูมิภาค (regional metamorphism) สามาถพบได;ในหินไนส$ ชีสต$ บลู ชีสต$ และแกรนูไลต$ 9.2.2 เจไดต; เจไดต$เปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) ลักษณะผลึกทั่วไปพบได;ยากมาก แร=นี้ ความถ=วงจำเพาะประมาณ 3.3 – 3.5 มีหลายสีตั้งแต= ขาว เขียว เหลือง ส;มอมแดง น้ำตาล เทา ดำ และม=วงอ=อน ความแข็ง 6 ½ -7 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$แสดงการเกาะกลุ=มผลึกที่เหนียวมาก (รูปที่ 9.9) ผลึกมี ลักษณะคล;ายเส;นใยอัดตัวกันแน=น ผิวที่ขัดมันแล;วจะมีความวาวคล;ายแก;ว ปรากฏแนวแตกเรียบในแนว {110} มี ลักษณะกึ่งโปร=งแสงถึงทึบแสง รูปที่ 9.9 ผลึกของเจไดตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/jadeite.php) เจไดต$มีสูตรเคมีNaAlSi2O6 ประกอบด;วย Na2O 15.4% Al2O3 25.2% SiO2 59.4% เจไดต$มี องค$ประกอบอยู=ระหว=างเนฟ~ลีน (NaAlSiO4) และแอลไบต$ (NaAlSi3O8) แต=ไม=ได;เกิดในสภาวะการตกผลึกเหมือน แร=ทั้งสอง แต=จะเกิดในสภาวะความดันสูง (10 – 25 กิโลบาร$) และในอุณหภูมิสูง 600 – 1000 o C 111
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU เจไดต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา (รูปที่ 9.9) ไม=แสดงสี ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไพรอกซีน บนหน;า ผลึก {001} เจไดต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.640-1.681, nY = 1.645-1.684, nZ = 1.652-1.692 เจไดต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.006-0.021 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอด ต่ำในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียงที่มีมุมมืดอยู=ในช=วง 33-40 องศา ปรากฏการแฝดแบบ ปกติหรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V) ที่กว;างอยู=ระหว=าง 33-40 องศา เจไดต$หรือหยกพบในหินแปรที่เกิดจากหินเดิมเปnนหินอัคนีสีเข;มที่เกิดบริเวณที่มีความดันสูงมากเท=านั้น เช=น บริเวณการชนกันของแผ=นเปลือกโลก มักเปnนที่รู;จักในชื่อ “เจด” หรือ “หยก” ในวงการอัญมณีและ เครื่องประดับ แหล=งที่สำคัญเช=น เทือกเขาแอลปØ ประเทศสหรัฐอเมริกา พม=า โดยเฉพาะประเทศเพื่อนบ;านอย=าง พม=าที่มีการผลิตหยกเพื่อเศรษฐกิจจนกลายเปnนตลาดอัญมณีหยกที่สำคัญระดับนานาชาติ 9.2.3 สปอดูมีน สปอดูมีนเปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปเปnนแท=งปริซึม มักเปnน แผ=นแบนตามแนว {100} มีร=องลึกตามแนวตั้งของผลึก ผลึกมักหยาบและหน;าผลึกขรุขระ มักพบเปnนกลุ=มก;อน แร=นี้ มีความถ=วงจำเพาะประมาณ 3.15–3.20 แสดงสีที่หลากหลายจนได;รับความนิยมนำไปเปnนอัญมณี ได;แก= ขาว ใสไม= มีสี เทา ชมพู ม=วง เขียว เหลือง และน้ำตาล (รูปที่ 9.10) วาไรตีที่มีสีม=วงคล;ายดอกไลแลคและมีความโปร=งใส เรียกว=า คุนไซต$ (Kunzite) ส=วนสีเขียวมรกต โปร=งใส เรียก ฮิดเดนไนต$ Hiddenite ความแข็ง 6 ½-7 ตามมาตรา ส=วนความแข็งของโมห$แสดงประกายคล;ายแก;วและมีคุณลักษณะโปร=งใสถึงทึบแสง สปอดูมีนประกอบด;วย Li2O 8.0 % Al2O3 27.4% SiO2 64.6% อาจพบ Na เข;าแทนที่ Al ได; จึงมีสูตรเคมีเปnน LiAlSi2O6 รูปที่ 9.10 ผลึกของสปอดูมีน (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) สปอดูมีนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา (รูปที่ 9.10) ไม=แสดงสี ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจน บนหน;าผลึก {001} สปอดูมีนมี ผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.648-1.662, nY = 1.655-1.669, nZ = 1.662-1.679 สปอดูมีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$ (B.F.) อยู=ในช=วง 0.014-0.027 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียงที่มีมุมมืดอยู=ในช=วง 22-26 องศา ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบ ขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V) ที่กว;างอยู=ระหว=าง 58-68 องศา 112
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU สปอดูมีนพบเฉพาะในหินเพกมาไทต$ที่มีลิเทียม (Li) มาก แม;ว=าเปnนแร=ที่ค=อนข;างหายากแต=มีความสำคัญทั้ง เปnนอัญมณีและเปnนแหล=งสินแร=ลิเทียม (Lithium Ore) ซึ่งนำไปใช;ในการผสมกับจาระบีเพื่อรักษาสภาพการหล=อ ลื่น อีกทั้งยังใช;ในอุตสาหกรรมเซรามิก แบตเตอรี่ เครื่องปรับอากาศ และเปnนน้ำประสานในการเชื่อม แหล=งที่ สำคัญคือเหมืองเอทตา (Etta Mine) ที่รัฐเซาท$ดาโกตา บราซิล อัฟกานิสถาน ส=วนประเทศไทยมีรายงานว=าพบที่สิ ชล นครศรีธรรมราช 9.3 ไพรอกซีนอยด; ไพรอกซีนอยด$เปnนแร=ในกลุ=มที่มีสมมาตรต่ำกว=ากลุ=มไพรอกซีน คือ อยู=ในระบบสามแกนเอียง (Triclinic system) โครงสร;างมีลักษณะเปnนลูกโซ= ทำให;คุณสมบัติบางประการมีลกษณะเด=น เช=น มีรอยแตกแบบเสี้ยน และ บางครั้งผลึกจะมีลักษณะคล;ายเส;นใย แร=ในกลุ=มนี้ ได;แก= วอลลาสโตไนต$ (Wollastonite) CaSiO3 โรโดไนต$ (Rhodonite) MnSiO3 9.3.1 วอลลาสโตไนต; วอลลาสโตไนต$เปnนแร=ในระบบผลึกสามแกนเอียง (Triclinic system) ลักษณะของผลึกหายากเหมือนผลึก แบบตาราง โดยทั่วไปจะมีมวลแบบแผ=นขนาดใหญ=และเปnนเส;นใย แร=นี้ความถ=วงจำเพาะประมาณ 2.86 – 3.09 แสดงสีขาว ไม=มีสี หรือสีเทา ความแข็ง 4.5-5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$(รูปที่ 9.11) ปรากฏแนวแตกเรียบ ในแนว {110} มีลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง รูปที่ 9.11 ผลึกของวอลลาสโตไนตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบ แสงโพลาไรซK วอลลาสโตไนต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบ แสงธรรมดา (รูปที่ 9.11) ไม=แสดงสี ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไพรอกซีน บนหน;าผลึก {001} วอลลาสโตไนต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ จึงทำให;มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.616-1.645, nY = 1.628-1.652, nZ = 1.631-1.656 วอลลาสโตไนต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.013-0.017 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติ หรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ขนาดปานกลางอยู=ระหว=าง 36-60 องศา วอลลาสโตไนต$เกิดในหินแปรแบบสัมผัสประเภทหินอ=อน แคลก$ซิลิเกต สการ$น หรือหินแปรที่มีหินเดิมมี ปริมาณแคลเซียมสูง แร=นี้มีประโยชน$ในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต$ กระดาษ และวอลลาสโตไนต$ยังเปnนวัตถุดิบที่สำคัญ สำหรับอุตสาหกรรมเซรามิกอีกด;วย 113
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU 9.3.2 โรโดไนต; โรโดไนต$เปnนแร=ในระบบผลึกสามแกนเอียง (Triclinic system) โดยปกติผลึกมีรูปแบน (tabular) ที่ขนาน ตามแนว {001} มักมีผิวผลึกขรุขระและขอบผลึกกลมมน มักเกาะกลุ=มกันเปnนก;อนแน=นหรือลอกออกเปnนแผ=น บางครั้งพบเปnนผลึกฝ§งตัวในหิน ความถ=วงจำเพาะอยู=ระหว=าง 3.4–3.7 แสดงสีสีแดงกุหลาบ ชมพู น้ำตาล (รูปที่ 9.12) เพราะเกิดการออกซิเดชันที่ผิว (rose red, pink, brown cause of oxidation) ความแข็ง 5.5-6 ตาม มาตราส=วนความแข็งของโมห$สีผงมีสีขาว ประกายคล;ายแก;ว และคล;ายมุก แนวแตกเรียบสมบูรณ$ในแนว {110} แสดงลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง โรโดไนต$เปnนแร=ไม=บริสุทธิ์ มักประกอบด;วย Ca ปะปนอยู=บ;างโดยมี CaSiO3 ปริมาณสูงสุดคือ 20 % Fe2+ อาจเข;าแทนที่ Mn ได;มากถึง 14% โดยน้ำหนัก มีสูตรเคมีคือ MnSiO3 รูปที่ 9.12 ผลึกของโรโดไนตKในหินแปร (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.rockptx.com/fkm-226-to-fkm-250) โรโดไนต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา ไม=แสดงสี (รูปที่ 9.12) ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไพรอกซีน บน หน;าผลึก {001} โรโดไนต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวก และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=าคือ nX = 1.771-1.734, nY = 1.715-1.739, nZ = 1.724-1.748 โรโดไนต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.011-0.017 จึงทำให;เห็นสีแทรก สอดต่ำในลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนาน มีค=ามุม ระหว=างแกนแสงขนาดปานกลางอยู=ระหว=าง 63-87องศา โรโดไนต$เกิดในหินแปรแบบสัมผัสประเภทหินอ=อน แคลก$ ซิลิเกต หรือสการ$นที่มีปริมาณแมงกานีสสูง หรือเกิดจากสายน้ำแร=ร;อนที่เปnนแหล=งสินแร=แมงกานีส 9.4 แอมฟìโบล แอมฟ~โบลเปnนกลุ=มแร=ที่สามารถเปลี่ยนจากแร=หนึ่งไปยังอีกแร=หนึ่งได; โดยการแทนที่ของไอออน ถึงแม;ว=า จะมีส=วนประกอบทางเคมีต=างกันเพียงเล็กน;อยก็เรียกเปnนแร=ชนิดใหม= (รูปที่ 9.13) กลุ=มแอมฟ~โบล (Amphibole group : Double chain) เปnนแร=ที่มีโครงสร;างเปnนโซ=คู= เกิดจากโซ=เดี่ยวพวก ไพรอกซีนมาจับเปnนคู= โดยมีการใช;ออกซิเจนไอออนร=วมกัน 2 และ 3 ไอออนสลับกันในแต=ละเตตระฮีดรอน ซึ่งต=าง กับในไพรอกซีนที่จะมีการซ้ำทุก 2 เตตระฮีดรอน แอมฟ~โบลมีลักษณะที่โดดเด=นคือแนวแตกเรียบ 2 ทิศทางบนหน;า ผลึก {001} ที่ทำมุมต=อกัน 56/124 องศา แอมฟ~โบลที่สำคัญประกอบด;วยฮอร$นเบลนด$ แอนโธฟ~ลไลต$ ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$ กรอโกเฟน และคัม มิงทูไนต$ 114
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 9.13 แผนภาพการจำแนกแอมฟèโบลด,วยสDวนประกอบทางเคมีที่แตกตDางกัน 9.4.1 ฮอร;นเบลนด; ฮอร$นเบลนด$เปnนแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปเปnนรูปแท=งปริซึม ด;านปลายผลึกมีฟอร$มปริซึมมุมต่ำป~ดอยู= มักจับตัวกันเปnนกลุ=มแบบใบมีด (bladed) หรือเปnนรูปเสากระจายตาม แนวรัศมี (columnar) ฮอร$นเบลนด$มีความถ=วงจำเพาะ 2.9 – 3.4 แสดงสีดำ น้ำตาล และเขียว (รูปที่ 9.14) ความ แข็งอยู=ในระดับ 5-6 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$มีประกายคล;ายแก;วหรือคล;ายไหม แสดงแนวแตกเรียบ สมบูรณ$ในแนว {110} และมีรอยแตกแบบไม=เรียบและแบบเสี้ยน มีลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง รูปที่ 9.14 ผลึกของฮอรKนเบลนดK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบ แสงโพลาไรซK ฮอร$นเบลนด$เปnนแร=ที่มีโครงสร;างทางเคมีที่ซับซ;อนมากโดยที่ธาตุต=าง ๆ สามารถแทนที่ได;หลายตำแหน=ง สูตรเคมีทั่วไปของฮอร$นเบลนด$คือ (Ca,Na)2–3(Mg,Fe,Al)5Si6(Al,Si)2O22(OH)2 ค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางถึงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟทั้งปานกลางและสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ แบบแสงธรรมดา รูปผลึกเปnนแบบแท=ง แผ=นคล;ายใบมีด ผลึกหน;าตัดฐานคล;ายรูปเพชร (รูปที่ 9.14) แสดงสีเขียว น้ำตาล และการเปลี่ยนสีที่ชัดเจน โดยมีสูตรการเปลี่ยนสีดังนี้ สูตรฮอร$นเบลนด$สีเขียว คือ X = pale yellow, yellowish green, light blue-green, Y = green, yellowish, green, gray green, Z = green-dark blue green, dark gray green สูตรฮอร$นเบลนด$สีน้ำตาล คือ X = yellow, greenish yellow, light greenish brown, Y = yellowish brown, brown, reddish brown, Z = grayish brown, brown, reddish brown 115
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของแอมฟ~โบลบนหน;าผลึก {001} ฮอร$นเบ ลนด$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.60-1.70, nY = 1.61-1.71, nZ = 1.62-1.73 ฮอร$นเบลนด$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.014-0.034 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 ตาม แผนภูมิมิเชล-ลีวี(รูปที่ 9.14) แสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=าง แกนแสงกว;างอยู=ระหว=าง 35-130 องศา ฮอร$นเบลนด$เปnนแร=ปฐมภูมิ (primary mineral) ที่สําคัญในหินอัคนีชนิดสีปานกลาง (intermediate rock) เช=น หินแกรนิต หินไซอีไนต$ หินไดออไรต$ เปnนต;น อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพ (alter) ของไพรอกซีน ในขั้นสุดท;ายของการตกผลึกของหินอัคนี และเกิดในขณะที่หินแปรสภาพ แร=ที่เกิดในขณะที่หินแปรสภาพเรียกว=าอู ราไลต$ หรืออูราลิติกฮอร$นเบลนด$ ฮอร$นเบลนด$เปnนส=วนประกอบที่สําคัญของหินแปรชนิดที่ เรียกว=าแอมฟ~โบลไรต$ แร=นี้สามารถแปรเปลี่ยนไปเปnนเซอร$เพนทีน ทัลก$ และคลอไรต$ 9.4.2 แอนโธฟìลไลต; แอนโธฟ~ลไลต$เปnนแร=ในระบบผลึกสามแกนต=าง (Orthorhombic system) รูปผลึกทั่วไปเปnนรูปแท=งปริซึม ด;านปลายผลึกมีฟอร$มปริซึมมุมต่ำป~ดอยู= มักจับตัวกันเปnนกลุ=มแบบใบมีด (bladed) หรือเปnนรูปเสากระจายตาม แนวรัศมี (columnar) บางครั้งมีลักษณะคล;ายเส;นใยที่เรียกว=า “แร=ใยหิน” มีสีแตกต=างกันตั้งแต=สีขาว สีเทา สี เหลืองอ=อน หรือเขียว (รูปที่ 9.15) แร=นี้มีความถ=วงจำเพาะ 2.85–3.57 ความแข็งอยู=ในระดับ 5.5-6 ตามมาตรา ส=วนความแข็งของโมห$ประกายคล;ายไหม มีสูตรเคมีคือ (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2 รูปที่ 9.15 ผลึกของแอนโธฟèลไลตK(ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบ แสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) แอนโธฟ~ลไลต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางถึงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟทั้งแบบปานกลางและสูงเมื่อ ศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกเปnนแบบแท=ง แผ=นคล;ายใบมีด แท=งเข็ม ผลึกหน;าตัดฐาน คล;ายรูปเพชร ไม=แสดงสี (รูปที่ 9.15) ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของแอมฟ~โบ ลบนหน;าผลึก {001} แอนโธฟ~ลไลต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.587-1.694, nY = 1.602-1.710, nZ = 1.613-1.722 แอนโธฟ~ลไลต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.013-0.029 จึง ทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V) กว;างอยู=ระหว=าง 62-88 องศา แอนโธฟ~ลไลต$พบในหินแปรเกรดปานกลางถึงเกรดสูงที่มีหินเดิมเปnนหินสีเข;ม แร=นี้สามารถแปรเปลี่ยนไป เปnนเซอร$เพนทีน ทัลก$ และคลอไรต$ 116
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU 9.4.3 ทรีโมไลต;-แอคทรีโนไลต; ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$เปnนชุดแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปเปnน รูปแท=งปริซึม ด;านปลายผลึกมีฟอร$มปริซึมมุมต่ำป~ดอยู= มักจับตัวกันเปnนกลุ=มแบบใบมีด (bladed) หรือเปnนรูปเสา กระจายตามแนวรัศมี (columnar) บางครั้งมีลักษณะคล;ายเส;นใย (fibrous) หรือเปnนเม็ดหยาบ เม็ดละเอียดเกาะ กัน นอกจากนี้ยังพบเปnนเม็ดอัดตัวกันแน=น (massive) ผลึกที่เปnนเส;นใยเกาะกลุ=มกันคล;ายสักหลาด เรียกว=า Mountain leather หรือ Mountain cork ส=วนวาไรตีที่เหนียวเรียกว=า เนไฟรต$ (Nephrite) ที่นิยมนำไปทำ เปnนอัญมณีหรือเครื่องประดับที่มีลักษณะคล;ายหยก ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$มีความถ=วงจำเพาะ 3.0 – 3.3 แสดงสี ขาวและเขียว (รูปที่ 9.16) ความแข็งอยู=ในระดับ 5-6 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$มีประกายคล;ายแก;วหรือ คล;ายไหม แสดงแนวแตกเรียบสมบูรณ$ในแนว {110} และมีรอยแตกแบบไม=เรียบและแบบเสี้ยน มีลักษณะโปร=งใส ถึงโปร=งแสง รูปที่ 9.16 ผลึกของทรีโมไลตKในหินแปร (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) สูตรเคมี : Tremolite Ca2Mg5 Si8O22(OH)2 Actinolite Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางถึงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟทั้งแบบปานกลาง และสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกเปnนแบบแท=ง แผ=นคล;ายใบมีด แท=งเข็ม และเส;น ใย ผลึกหน;าตัดฐานคล;ายรูปเพชร แสดงสีเขียว เหลือง และการเปลี่ยนสีที่ชัดเจน โดยมีสูตรการเปลี่ยนสี X = colorless-pale yellowish green, Y = pale green, Z = green-bluish green-dark green(รูปที่ 9.16) ปรากฏ แนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของแอมฟ~โบลบนหน;าผลึก {001} ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$มี ผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.599-1.688, nY = 1.612-1.697, nZ = 1.622-1.705 ทรีโมไลต$-แอคทรีโนไลต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.027-0.017 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับ ที่ 2 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกน แสง (2V)กว;างอยู=ระหว=าง 62-88 องศา ทรีโมไลต$พบในหินปูนที่มีแร=โดโลไมต$ถูกแปรสภาพ หรือหินแปรจำพวกแคลก$ซิลิเกตหรือสการ$น ส=วน แอคทรีโนไลต$เปnนแร=ที่พบในลักษณะปรากฏของหินแปรเกรดต่ำจำพวกกรีนชีสต$ (Greenschist facies) และยังเกิด ในหินกรอโกเฟนชีสต$ 117
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU 9.4.4 กรอโกเฟน กรอโกเฟนเปnนชุดแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปเปnนรูปแท=งปริซึม มักจับตัวกันเปnนกลุ=มแบบใบมีด หรือเปnนรูปเสากระจายตามแนวรัศมีบางครั้งมีลักษณะคล;ายเส;นใยหรือเปnนเม็ด หยาบ เม็ดละเอียดเกาะกัน กรอโกเฟนมีความถ=วงจำเพาะ 3.0 – 3.15 แสดงสีน้ำเงิน คราม เทา และดำ ขึ้นอยู=กับ ธาตุเหล็ก (รูปที่ 9.17) ความแข็งอยู=ในระดับ 6 – 6.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$มีประกายคล;ายแก;วหรือ คล;ายไหม แสดงแนวแตกเรียบสมบูรณ$ในแนว {110} และมีรอยแตกแบบไม=เรียบและแบบเสี้ยน มีลักษณะโปร=งใส ถึงโปร=งแสง รูปที่ 9.17 ผลึกของกรอกโกเฟนในหินบลูชีสตK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) กรอโกเฟนมีสูตรเคมีทั่วไปคือ Na2(Mg,Fe)3(Al,Fe3+)2Si8O22(OH)2 จัดเปnนแร=ในกลุ=มแอมฟ~โบลที่มีโซเดียม สูง มีการแทนที่ของเหล็ก (II) เหล็ก (III) แมกนีเซียม อะลูมิเนียมภายในโครงสร;าง กรอโกเฟนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางถึงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟทั้งแบบปานกลางและสูงเมื่อ ศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกเปnนแบบแท=ง แผ=นคล;ายใบมีด แท=งเข็ม และเส;นใย ผลึกหน;า ตัดฐานคล;ายรูปเพชร แสดงสีเขียว เหลือง และการเปลี่ยนสีที่ชัดเจน โดยมีสูตรการเปลี่ยนสี X = colorless, pale blue, yellow, Y = lavender blue, bluish green, Z = blue, greenish blue, violet (รูปที่ 9.17) ปรากฏแนว แตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของแอมฟ~โบลบนหน;าผลึก {001} กรอโกเฟนมีผลึกเปnนแกนแสง คู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.594-1.701, nY = 1.612-1.711, nZ = 1.618-1.717 กรอโกเฟนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.006-0.023 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 สีน้ำเงินตามแผนภูมิมิ เชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 10-45 องศา กรอโกเฟนพบในหินแปรจำพวกบลูชีสต$ที่เกิดแบบไพศาลที่ความดันสูงมากที่บริเวณการชนกันของแผ=น เปลือกโลกหรือชุดลักษณ$การแปรสภาพบลูชีสต$โดยกรอโกเฟนสามารถแปรเปลี่ยนไปเปnนแอมฟ~โบลตัวอื่นได; 9.4.5 คัมมิงทูไนต; คัมมิงทูไนต$เปnนชุดแร=ในระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึกทั่วไปเปnนรูปแท=งปริซึม มักจับตัวกันเปnนกลุ=มแบบใบมีดหรือรูปเสากระจายตามแนวรัศมี อาจมีลักษณะคล;ายเส;นใยหรือเปnนเม็ดหยาบหรือ ละเอียดเกาะกัน คัมมิงทูไนต$มีความถ=วงจำเพาะ 3.0–3.15 แสดงสีน้ำเงิน คราม เทา และดำ ขึ้นอยู=กับธาตุเหล็ก 118
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU (รูปที่ 9.18) ความแข็งระดับ 6–6.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$มีประกายคล;ายแก;วหรือคล;ายไหม แสดง แนวแตกเรียบสมบูรณ$ในแนว {110} และมีรอยแตกแบบไม=เรียบและแบบเสี้ยน มีลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง รูปที่ 9.18 ผลึกของคัมมิงทูไนตKในหินแปร (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) คัมมิงทูไนต$มีสูตรเคมีทั่วไปคือ (Mg,Fe)2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 จัดเปnนแร=ในกลุ=มแอมฟ~โบลที่มีเหล็กและ แมกนีเซียมสูง คัมมิงทูไนต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให;เห็นรีลีฟทั้งแบบสูงเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ แบบแสงธรรมดา รูปผลึกเปnนแบบแท=ง แผ=นคล;ายใบมีด แท=งเข็ม และเส;นใย ผลึกหน;าตัดฐานคล;ายรูปเพชร แสดง สีเขียว เหลือง น้ำตาล และไม=มีสี(รูปที่ 9.17) ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของ แอมฟ~โบลบนหน;าผลึก {001} คัมมิงทูไนต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.630-1.696, nY = 1.638-1.709, nZ = 1.655-1.729 คัมมิงทูไนต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.025–0.037 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 2 ถึง 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบเอียง ปรากฏการแฝดแบบปกติ หรือแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 65-98 องศา คัมมิงทูไนต$พบในหินแปรที่มีหินเดิมเปnนหินอัคนีสีเข;มและอัลตราเมฟ~ก อีกทั้งยังพบได;ในหินแกรนิติกไนส$ ฮอร$นเฟลส$ และแกรนูไลต$แร=นี้สามารถแปรเปลี่ยนไปเปnนเซอร$เพนทีน ทัลก$ และคลอไรต$ 119
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU คำถามท(ายบท 1. จงอธิบายองค$ประกอบทางเคมีที่แตกต=างอย=างเด=นชัดของแร=ไอโนซิลิเกตสายเดี่ยวและแร=ไอโนซิลิเกตสายคู= 2. จงอธิบายว=าเพราะเหตุใดแร=กลุ=มไอโนซิลิเกตจึงเปnนแร=สีเข;ม (สีดำ สีเขียว) โดยส=วนใหญ= 3. คุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด=นสำหรับใช;จำแนกแร=ไพรอกซีนและแอมฟ~โบลคือสิ่งใด จงอธิบายพร;อม ยกตัวอย=างประกอบ 4. จงอธิบายวิธีการจำแนกออร$โธไพรอกซีนและไคลโนไพรอกซีนภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงโพลาไรซ$ 5. จงอธิบายลักษณะภายใต;กล;องจุลทรรศน$ฯ ของแร=ออร$โธไพรอกซีนที่เกิดในหินอัลตราเมฟ~กที่อุณหภูมิสูง 6. จงจำแนกชื่อไพรอกซีนที่สัดส=วนของ Mg:Fe:Ca เท=ากับ 46:44:20 ตามไดอะแกรมจำแนกไพรอกซีน 7. หากนำหินแคลก$ซิลิเกตมาศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงโพลาไรซ$ เราจะพบแร=ไอโนซิลิเกตชนิดใด ได;บ;าง จงอธิบายพร;อมระบุวิธีการจำแนก 8. เพราะเหตุใดเราจึงเห็นสีของฮอร$นเบลนด$ในแสงธรรมดาทั้งสีเขียว สีเหลือง และสีน้ำเงิน 9. หากต;องการหาอัญมณีประเภทหยก เราจะสามารถไปหาได;ในบริเวณที่มีสภาพทางธรณีวิทยาเปnนอย=างไร 10. แร=ใดที่เปnนกุญแจสำคัญในการบ=งชี้ลักษณะหินแปรสีฟìาที่เกิดขึ้นที่ความดันสูงมาก ๆ 120
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 10 แร6ฟ`ลโลซิลิเกต Chapter 10 Phyllosilicates
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 10 แรUฟQลโลซิลิเกต กลุ=มฟ~ลโลซิลิเกต (Phyllosilicates group) เปnนแร=ซิลิเกตแบบแผ=น ประกอบด;วย แผ=นออกตะฮีดรอน (octahedral sheets) และแผ=นเตตระฮีดรอน (tetrahedral sheets) ทั้งสองแผ=นนี้เชื่อมกันเพื่อฟอร$มตัวเปnนชั้น (layers) ชั้นเหล=านี้วางซ;อนกันซึ่งกันและกัน (รูปที่ 10.1) พันธะร=วมกันเกิดเปnนหน=วยโครงสร;างของแร=ที่เกิดซ้ำ ปริมาตรระหว=างชั้นที่อยู=ติดกันอาจว=างเปล=าหรืออาจมีไอออนบวก และ/หรือน้ำอยู=ระหว=างชั้น โดยทั่วไปเปnนแร=ที่มีความแข็งและถ.พ.ต่ำ อาจมีคุณสมบัติโค;งงอได;(flexibility) หรือดีดกลับได; (elasticity) ของแผ=นที่ลอกออกตามแนวเรียบ มีทิศทางการแตก 1 ทิศทางดีมาก การที่แร=กลุ=มนี้มีลักษณะเปnนแผ=นลอกออกจากกันได;ง=ายนั้น เนื่องจากโครงสร;างประกอบด;วยชั้นของ ซิลิกอนเตตระฮีดรอน (SiO4) จับตัวต=อเนื่องกันเปnนแผ=น แผ=นเหล=านี้วางตัวซ;อนกัน และเชื่อมต=อกันด;วยแรงแวน เดอร$วาลส$ หรือพันธะไฮโดรเจน ซึ่งทำให;เกิดแนวแตกเรียบชัดเจนเพียงทิศทางเดียว นอกจากนี้ยังทำให;แร=มีความ แข็งในแนวต=างๆ แตกต=างกัน โดยความแข็งในแนวแตกเรียบมีค=าน;อยกว=าในแนวอื่น รูปที่ 10.1 โครงสร,างของฟèลโลซิลิเกตและสัณฐานวิทยา (a–c) แบบจำลองโครงสร,างอะตอมของ ไบโอไทตK เซอรK เพนทีน และคลอไรตK (d) และตำแหนDงการเคลื่อนตัวในตาขDายฟèลโลซิลิเกตทั่วไป (e) การเคลื่อนที่ของระนาบหนึ่ง ของอะตอมเหนืออีกระนาบหนึ่ง (ดัดแปลงจาก Aslin et al., 2019) แร=ที่สำคัญในกลุ=มฟ~ลโลซิลิเกตมี 4 กลุ=มใหญ=ได;แก= 1) กลุ4มเซอร;เพนทีน (Serpentine group) แอนติโกไรต$ (Antigorite) Mg3Si2O5(OH)4 คริโซไทล$(Chrysotile) Mg3Si2O5(OH)4 ลิซาร$ไดต$(Lizardite) Mg3Si2O5(OH)4 123
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU 2) กลุ4มแร4ดิน (Clay mineral group) ฮาลอยไซต$ (Halloysite) Al2Si2O5(OH)4 เคโอลิไนต$ (Kaolinite) Al2Si2O5(OH)4 อิลไลต$ (Illite) (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] มอนต$มอริลโลไนต$ (Montmorillonite) (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O เวอร$มิคูไลต$ (Vermiculite) (Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O ทัลก$ (Talc) Mg3Si4O10(OH)2 ไพโรฟ~ลไลต$ (Pyrophyllite) Al2Si4O10(OH)2 3) กลุ4มไมกา (Mica group) ไบโอไทต$ (Biotite) K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2 มัสโคไวต$ (Muscovite) KAl2(AlSi3)O10(OH)2 โฟโกไพต$ (Phlogopite) KMg3(AlSi3)O10(OH)2 เซอริไซต$ (Sericite) KAl2(AlSi3O10)(OH)2 เลพิโดไลต$ (Lepidolite) K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2 กลอโกไนต$ (Glauconite) (K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2 4) กลุ4มคลอไรต;(Chlorite group) คลอไรต$ (Chlorite) (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2•(Mg,Fe)3(OH)6 10.1 กลุ4มเซอร;เพนทีน (Serpentine Group) เซอร$เพนทีนมีรูปผลึกระบบโมโนคลินิก (Monoclinic system) ลักษณะของผลึกมี 3 แบบ คือ แบบที่มี ลักษณะเปnนแผ=น เรียกว=า แอนติโกไรต$(Antigorite) แบบที่เปnนเส;นใย เรียกว=า คริโซไทล$ (Chrysotile) เนื้อเหนียว และเนื้อเม็ดขนาดละเอียด เรียกว=า ลิซาร$ไดต$ (Lizardite) นอกจากพวกเส;นใยจะแยกออกได;ตามแนวเส;น แข็ง 2-5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ แข็งปกติประมาณ 4 ชนิดที่เปnนเส;นใยมีค=าความถ=วงจำเพาะ 2.2 และชนิดที่เปnน แผ=นจะมีค=ามีความถ=วงจำเพาะ 2.65 ประกายวาวแบบน้ำมันฉาบ แอนทิโกไรต$จะมีประกายไขแบบขี้ผึ้ง และคริโซ ไทล$ประกายแบบใยไหม สีมีตั้งแต=เขียวอ=อนจนถึงเขียวแก=โปร=งแสง (รูปที่ 10.2) เซอร$เพนทีนมีสูตรเคมีทั่วไปคือ Mg3Si2O5(OH)4 มีลักษณะโครงสร;างแบบ T-O (รูปที่ 10.3) รูปที่ 10.2 ผลึกเซอรKเพนทีน (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสง โพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) 124
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 10.3 โครงสร,างผลึกและสDวนประกอบทางเคมีของลิซารKไดตKและเคโอลิไนตK เซอร$เพนทีนเปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบ แสงธรรมดา รูปผลึกขนาดเล็กจนถึงละเอียด และเส;นใย แสดงสีเขียวจางและไม=มีสี (รูปที่ 10.2) แอนติโกไรต$ ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} เซอร$เพนทีนมีผลึกเปnน แกนแสงคู=แบบลบ และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.529-1.595, nY = 1.530-1.603, nZ = 1.537- 1.604 เซอร$เพนทีนมีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.004-0.017 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 1 แสดงสีเทาขาวผิดปกติ (anomalous) ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนาน บนระนาบ {100} มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 20-50 องศา พบโดยทั่วไปในเกิดจากการเปลี่ยนแปรเปลี่ยนของแร=แมกนีเซียมซิลิเกต โดยเฉพาะพวกโอลิวีน ไพรอกซีน และแอมฟ~โบล มักจะเกิดร=วมกับแมกนีไซต$โครไมต$และแมกนีไทต$ พบในหินอัคนีจำพวกหินสีเข;มหรือหินที่มีแร=สี เข;มเปnนส=วนประกอบ อีกทั้งยังสามารถพบได;ในหินแปรจำพวกเซอร$เพนทีนไนต$และกรีนชีสต$ ถ;าปกติกล=าวถึงเซอร$เพนทีนจะหมายถึงแร=ชนิดที่มีลักษณะเปnนแผ=นคือแอนทิโกไรต$ในประเทศไทย พบที่ เชียงใหม= ลำพูน อุตรดิตถ$ ปราจีนบุรี จันทบุรีและนราธิวาส สำหรับใยหินหรือปุยศิลา (Asbestos) พบที่อุตรดิตถ$ นั้นเปnนชนิดคริโซไทล$ เส;นใยสั้นและไม=เหนียวใช;ประโยชน$ได;เพียงมาทำกระเบื้อง กระดาษทนไฟ และใช;พอกหุ;มท=อ ไอน้ำกันความร;อน คุณสมบัติของแร=ที่จะนำมาใช;ทำวัสดุทนไฟจะต;องเปnนเส;นใย งอโค;งได; ส=วนแอนทิโกไรต$ซึ่งโปร=ง แสงและมีสีเขียวทั้งอ=อนและแก= ใช;ทำหินประดับแกะสลักเปnนรูปลักษณะต=าง ๆ ได; 10.2 กลุ4มแร4ดิน (Clay Minerals) แร=ดินเปnนแร=กลุ=มอะลูมิโนซิลิเกตที่เปnนผลึกโครงสร;างแบบละเอียด ซึ่งประกอบด;วยแผ=นของซิลิกอนเต ตระฮีดรอนและอะลูมินาออกตะฮีดราซ;อนกันแบบ 1:1 หรือ 2:1 ตามโครงสร;าง T-O และ T-O-T (รูปที่ 10.3) มีทั้ง ชนิดขยายตัวได;และขยายตัวไม=ได; มีขนาดในกลุ=มอนุภาคดินเหนียว แร=ดินที่พบทั่วไป คือ เคโอลิไนต$ (Kaolinite) อิลไลต$ (Illite) มอนต$มอริลโลไนต$ (Montmorillonite) และเวอร$มิคิวไลต$ (Vermiculite) ที่มีคุณสมบัติบาง ประการที่เหมือนและต=างกันดังตารางที่ 10.1 แร=ดินเหนียวจัดเปnนแร=ที่มีขนาดเล็กมากมองด;วยตาเปล=าไม=เห็น มีโครงสร;างพื้นฐานเปnนชั้นที่มีรูปร=างแบน บางเหมือนแผ=นกระดาษ และมีการเชื่อมโยงระหว=างกันในลักษณะของการเรียงซ;อนทับกันเปnนชั้น จนเกิดเปnนผลึก 125
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ที่มีรูปทรงต=างกัน เช=น แผ=นบาง เส;น หลอดหรือท=อ เราสามารถแยกชนิดของแร=ดินเหนียวได;จากกล;องจุลทรรศน$ แบบอิเล็กตรอนและการทดสอบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ$ หรือใช;การวิเคราะห$ทางเคมีบางอย=าง ตารางที่ 10.1 คุณสมบัติของแรDดินแตDละชนิด เนื่องจากที่พื้นผิวของแร=ดินมีประจุไฟฟìาลบจึงทำให;เกิดปฏิกิริยาการดูดยึดและและเปลี่ยนธาตุอาหารที่ ละลายอยู=ในดินซึ่งมีประจุไฟฟìาเปnนบวกได; ดังนั้นถ;าในดินมีแร=ดินมากก็จะมีประจุลบมาก ซึ่งสามารถดูดยึดธาตุ อาหารที่มีประจุบวกได;มากด;วย แร=ดินจึงเปnนส=วนสำคัญในการควบคุมความเปnนประโยชน$ของธาตุอาหารพืช ความ รุนแรงของสภาพความเปnนกรด นอกจากนี้ยังมีส=วนควบคุมหรือต;านทานการเปลี่ยนแปลงของดินต=อสภาพแวดล;อม อีกด;วย ความสามารถในการดูดซับและแลกเปลี่ยนประจุบวกในดินขึ้นอยู=กับชนิดของแร=ดินเหนียวอีกด;วย โดยที่แร= ในกลุ=มเคโอลิไนต$จะมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุน;อยกว=าแร=ดินในกลุ=มสเม็กไทต$และอิลไลต$ แร=ดินมีรูปผลึกระบบไทรคลินิก (Triclinic system) มีลักษณะเปnนขนมเปoยกปูนหรือเปnนรูปหกเหลี่ยม มี ลักษณะเล็กและ เปnนแผ=นบาง โดยปกติมักเกิดเปnนก;อนคล;ายดิน มีทั้งชนิดเนื้อแน=นและ ชนิดเนื้อร=วน (friable) แนวแตกเรียบสมบูรณ$ แข็ง 2-2.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ ความถ=วงจำเพาะเท=ากับ 2.6-2.63 ด;านคล;าย ดิน ผลึกที่เปnนแผ=น จะวาวแบบมุก สีขาว อาจพบสีอื่น ๆ ได;ขึ้นกับมลทินที่ปนอยู= คล;ายขี้ผึ้งและป§«นเปnนก;อนได; (Plastic) ไม=สามารถจำแนกชนิดได;ภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงโพลาไรซ$ แร=ดินเปnนแร=ทุติยภูมิเกิดจากการที่แร=อะลูมิเนียมซิลิเกตโดยเฉพาะพวกเฟลด$สปาร$ ในหินชนิดต=าง ๆ ได;ผุ สลายแปรเปลี่ยนหรือเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากสายน้ำแร=ร;อน บางแห=งเกิดทั้งพื้นที่เปnนแหล=งใหญ=เพราะ การเปลี่ยนแปลงเปnนไปอย=างสมบูรณ$แร=ที่มีส=วนประกอบอย=างเดียวกับเคโอลิไนต$แต=มีโครงสร;างต=างกันคือดิกไคต$ และนาไคต$ ซึ่งไม=ได;มีนัยสำคัญต=อแหล=งดิน ประโยชน$ของแร=ดินใช;ทำอิฐ กระเบื้องมุงหลังคา ท=อ ดินเหนียวชนิดที่มีคุณภาพดี ซึ่งเรียกว=า China clay หรือ ดินเคโอลิน (Kaolin) ใช;ทำเครื่องป§«นดินเผาทุกชนิด ทำอิฐก=อสร;าง ภาชนะกระเบื้องเคลือบต=าง ๆ นอกจากนี้ 126
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ใช;ทำอิฐทนไฟสำหรับ เตาถลุงโลหะ ส=วนใหญ=มักจะใช;เติมลงไปในกระดาษเพื่อให;มีน้ำหนัก ความทึบ และความ เหนียวดีขึ้น และทำให;กระดาษมีหน;าเรียบ (Coating) นอกจากนี้ยังใช;ในอุตสาหกรรมยางและทำวัสดุทนไฟ การที่ นำมาใช;ในอุตสาหกรรมเครื่องป§«นดินเผาเนื่องจากมีคุณสมบัติป§«นเปnนรูปร=างตามต;องการได;เมื่อเปoยก แต=เมื่อถูกทำ ให;ร;อนจะมีโมเลกุลของน้ำระเหยออกทำให;เนื้อแข็งและทนทาน แหล=งในประเทศไทย พบที่เชียงราย เชียงใหม= ลำปาง ลำพูน แพร= ตาก สุโขทัย อุทัยธานี อุตรดิตถ$ กาญจนบุรี ลพบุรี ปราจีนบุรีราชบุรี พิจิตร ชลบุรี ระยอง ชุมพร ระนอง พังงา ภูเก็ต สุราษฎร$ธานี นครศรีธรรมราช สงขลา ยะลา และนราธิวาส แหล=งใหญ=พบในประเทศจีน มีการทำเหมืองมาแต=โบราณ นอกจากนี้ยังพบในเยอรมัน เชโกสโลวาเกีย อังกฤษ ฝรั่งเศส รัสเซีย และ สหรัฐอเมริกา นอกจากแร=ดินที่กล=าวมาข;างต;น ทัลก$ยังเปnนแร=สำคัญในกลุ=มนี้โดยมีโครงสร;างของผลึกคล;ายกับไพโรฟ~ล ไลต$แบบ T-O-T ที่ประกอบด;วยซิลิกอนเตตระฮีดรอนและอะลูมินาออกตะฮีดรา (รูปที่ 10.4) โดยทัลก$มีสูตรเคมีคือ Mg3Si4O10(OH)2 แต=ไพโรฟ~ลไลต$มี Al แทนที่ในตำแหน=ง Mg รูปที่ 10.4 โครงสร,างผลึกและสDวนประกอบทางเคมีของทัลกKและไพโรฟèลไลตK ทัลก$เปnนแร=ในระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) พบเปnนรูปผลึกหายากมาก ปกติพบเปnนรูป สี่เหลี่ยมขนมเปoยกปูน หรือเฮกซะโกนอล มักมีการเรียงตัวของเม็ดแร= และตามแนวรัศมี ถ;าเปnนกลุ=มที่เปnนก;อนเนื้อ แน=น เรียกว=าหินสบู= (Soap stone) ทัลก$มีความถ=วงจำเพาะ 2.7 – 2.8 แสดงสีเขียว ขาว เทา หรือขาวเงิน ความ แข็งระดับ 1 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$แสดงประกายคล;ายมุกหรือคล;ายไข (pearly/ waxy) ปรากฏแนว แตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} และมีความโปร=งแสง (รูปที่ 10.5) รูปที่ 10.5 ผลึกทัลกK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) 127
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ทัลก$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา รูปผลึกขนาดเล็กจนถึงละเอียด เปnนเกล็ดและเส;นใย ไม=แสดงสี (รูปที่ 10.5) และปรากฏแนวแตกเรียบ สมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} ทัลก$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ และมีค=า ดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.538-1.554, nY = 1.575-1.599, nZ = 1.575-1.602 ทัลก$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$ อยู=ในช=วง 0.03-0.05 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน ปรากฏ การแฝดแบบปกติหรือแบบขนานบนระนาบ {100} มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 0-30 องศา ทัลก$เปnนแร=ทุติยภูมิ(secondary mineral) เกิดขึ้นโดยการแปรเปลี่ยนสภาพของสารแมกนีเซียมซิลิเกต เช=น โอลิวีน ไพรอกซีน และแอมฟ~โบล ทัลก$ที่เปnนวาไรตีหินสบู=เกิดในหินแปรเกรดต่ำ ในลักษณะเปnนก;อนเนื้อแน=น ซึ่งอาจพบเปnนองค$ประกอบอยู=เกือบทั้งหมดของมวลหิน นอกจากนี้ยังพบเปnนองค$ประกอบของหินชีสต$ เรียกว=า หินทัลก$ชีสต$ (Talc schist) แหล=งที่สำคัญ เช=น สหรัฐอเมริกา สำหรับประเทศไทยพบที่อุตรดิตถ$ทัลก$และหินสบู= ส=วนใหญ=ใช;ทำแปìงผัดหน;า และแปìงโรยตัว ลักษณะที่เปnนผงใช;ผสมสี เซรามิก ยาง และยาฆ=าแมลง เครื่องมุงหลังคา กระดาษ และการฉาบเบ;าหล=อ สามารถใช;เปnนวัตถุตกแต=งได; เช=น ใช;แกะสลักเปnนของชิ้นเล็ก 10.3 กลุ4มไมกา (Mica Group) กลุ=มแร=ไมกาหรือแร=กลีบหิน (flaky minerals) ประกอบด;วย ป~รามิดฐานสามเหลี่ยมที่จับตัวกันเปnนแผ=นซิ ลิเกด (sheet silicate) โดยแต=ละป~รามิดมีการใช;ออกซิเจนร=วมกับป~รามิดอื่นสามตัว จึงเหลือออกซิเจนอีกตัวที่ยัง ไม=สมดุล จึงมีสูตรทั่วไปว=า (Si4O10)n-4 แร=ไมกาที่สำคัญได;แก= ไบโอไทต$ โฟโกไพต$ และมัสโคไวต$ โดยโฟโกไพต$เปnน ปลายสายของไบโอไทต$ที่มี Mg ในโครงสร;างแทนที่ Fe ซึ่งจะเกิดที่อุณหภูมิสูงมาก แต=ไบโอไทต$จะมีทั้ง Mg และ Fe แทนที่กันได; โดยสามารถพบได;ทั่วไปในทุกประเภทของหิน ดังแสดงในรูปที่ 10.6 รูปที่ 10.6 โครงสร,างผลึกและสDวนประกอบทางเคมีของโฟโกไพตKและมัสโคไวตK 10.3.1 ไบโอไทต; ไบโอไทต$มีรูปผลึกระบบโมโนคลินิก (Monoclinic system) เปnนแผ=นบางซ;อนกันจนหนา รูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมและเปnนเกล็ดขนนก อาจจะมีผลึก ขนาดเล็กมากและมีเนื้อสมานแน=น แนวแตกเรียบสมบูรณ$ มากจนผลึกจะถูกลอกออกเปnนแผ=นบางได; แผ=นแร=จะโค;งงอได;และกลับที่เดิมได; ความแข็ง 2-2.5 ตามมาตราส=วน ความแข็งของโมห$ความถ=วงจำเพาะในช=วง 2.76-3.1 แสดงประกายวาวแบบแก;วและแบบใยไหมหรือแบบมุก 128
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU โปร=งใสและไม=มีสีเมื่อเปnนแผ=นบาง สำหรับแร=ที่ซ;อนกันหนาจะโปร=งแสงและมีสีต=างกันคือ สีเหลือง น้ำตาล เขียว และแดง ปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} และมีความ โปร=งแสง (รูปที่ 10.7) รูปที่ 10.7 ผลึกของไบโอไทตKในหินแกรนิต (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK ไบโอไทต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงปานกลางจึงทำให;เห็นรีลีฟปานกลางเมื่อศึกษาภายใต;กล;อง จุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกรูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมและเปnนเกล็ด แสดงสีน้ำตาลและการ เปลี่ยนสี (รูปที่ 10.7) และปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} ไบโอไทต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.522-1.625, nY = 1.548-1.696, nZ = 1.549-1.696 ไบโอไทต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.028-0.08 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดใน ลำดับที่ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนานและการมืดไม=สนิทแบบตานก (bird's eye structure) ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนานบนระนาบ {100} มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 0-25 องศา ไบโอไทต$เปnนแร=ที่ประกอบหินสำคัญตัวหนึ่ง พบในหินอัคนีจำพวกหินแกรนิต ไซอีไนต$ หินเพกมาไทต$ นอกจากนี้ยังพบในหินแปรพวกไนส$และชีสต$ รวมทั้งในหินตะกอนเนื้อประสมทั่วไป ไบโอไทต$เปnนตัวแร=สำคัญที่พบ เสมอในทรายทำให;ดูวาววับ สำหรับประโยชน$ใช;ทำเปnนฉนวนไฟฟìา ทำเปnนวัตถุโปร=งใสในการทำตะเกียงและ เตา เศษของไมกาที่เหลือจากการทำฉนวนจะถูกนำมาใช;ทำกระดาษ ป~ดฝาผนัง ทำให;ผนังมีความแวววาวขึ้น ใช;ผสมกับ น้ำมันทำเปnนตัวหล=อลื่น เปnนตัวนำความร;อนที่เลวจึงใช;ทำวัตถุทนไฟ 10.3.2 มัสโคไวต; มัสโคไวต$เปnนอีกหนึ่งแร=สำคัญในกลุ=มไมกา ที่มีระบบผลึกหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) รูปผลึก ทั่วไปมักเปnนรูปแท=งปริซึมแบน (tabular) การเกาะกลุ=มกันของผลึกมักอยู=รวมกันเปnนแผ=นซ;อนกัน มีเค;าโครงคล;าย กับฟอร$มของหกเหลี่ยมหรือหกเหลี่ยมเทียม (pseudohexagonal) มัสโคไวต$มีสูตรทางเคมีคือ KAl2(AlSi3O10)(OH)2 (รูปที่ 10.6) ความถ=วงจำเพาะ 2.77 – 2.88 แสดงสีขาว เทา เงิน ขาวอมน้ำตาล และขาวอม เขียว (รูปที่ 10.8) ความแข็ง 2 – 2.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ประกายคล;ายแก;ว (vitreous) ปรากฏ แนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} มีคุณสมบัติโปร=งใสถึงโปร=งแสง มัสโคไวต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำถึงปานกลางจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำถึงปานกลางเมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกรูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมและเปnนเกล็ด ไม=แสดงสี (รูปที่ 10.7) และปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} 129
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 10.8 ผลึกของมัสโคไวตKในหินเพกมาไทตK (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK มัสโคไวต$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ และมีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.552-1.576, nY = 1.582-1.615, nZ = 1.587-1.618 มัสโคไวต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.036-0.049 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดใน ลำดับที่ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนานและการมืดไม=สนิทแบบตานก (bird's eye structure) ปรากฏการแฝดแบบปกติหรือแบบขนานบนระนาบ {100} มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)ระหว=าง 28-47 องศา มัสโคไวต$ในหินชิสต$นี้บางทีจะพบแร=เปnนเส;นใยขนาดเล็ก มีความวาวแบบใยไหม ซึ่งไม=ใช=คุณสมบัติที่ แท;จริงของมันเรียกว=าเซอริไซต$ ซึ่งเกิดจากการแปรเปลี่ยน (alteration) ของเฟลด$สปาร$ อาจเกิดจากการผุสลาย ของแร=อื่นได; เช=น โทแพซ ไคยาไนต$ สปอดูมีน แอนดาลูไซต$ และสแคโพไลต$ (รูปที่ 10.9) ผลึกของมัสโคไวต$ใน หินแกรนิตและเพกมาไทต$จะมีขนาดใหญ=และมักจะเกิดอยู=ร=วมกับควอตซ$และเฟลด$สปาร$ ทัวร$มาลีน เบริล การ$เน็ต อะพาไทต$ และฟลูออไรต$ รูปที่ 10.9 ผลึกของเซอริไซตKในหินแกรนิต (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.microckscopic.ro/minerals) 10.4 กลุ4มคลอไรต;(Chlorite Group) คลอไรต$เปnนแร=ที่เกิดอย=างแพร=หลายทั้งในขนาดมหภาคและขนาดของดินเหนียว ซึ่งเปnนซิลิเกตอะลูมิเนียม ไฮดรัสจับโครงสร;างร=วมกับแมกนีเซียมและเหล็ก คลอไรต$มีโครงสร;างชั้นซิลิเกตคล;ายกับในไมกาที่มีองค$ประกอบ ใกล;เคียง (Mg,Fe,Al)3(Si,Al)4O10(OH)2 และมีสารเชื่อมพันธะระหว=างชั้นคล;ายบรูไซต$(interlayers brucite like) ที่มีองค$ประกอบใกล; (Mg,Fe,Al)3(OH)6 องค$ประกอบโดยรวมคือ (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8 แสดงสีขาวและสี ขาว ความแข็ง 2 – 2.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ คลอไรต$เปnนแร=ที่มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำถึงปานกลางจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำถึงปานกลางเมื่อศึกษาภายใต; กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา รูปผลึกรูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมและเปnนเกล็ด ไม=แสดงสี (รูปที่ 10.7) 130
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU และปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 1 ทิศทางชัดเจนตามคุณสมบัติของไมกาบนหน;าผลึก {001} คลอไรต$มีผลึกเปnน แกนแสงคู=แบบลบและบวก มีค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.55-1.67, nY = 1.55-1.69, nZ = 1.655- 1.663 คลอไรต$มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.000-0.015 จึงทำให;เห็นสีแทรกสอดในลำดับที่ 1 สีน้ำเงินคราม ผิดปกติ (anomalous blue) ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแสดงการมืดแบบขนาน มีค=ามุมระหว=างแกนแสง (2V)แคบถึง ปานกลางที่ระหว=าง 0-60 องศา คลอไรต$มีลักษณะเฉพาะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของแร=ธาตุอื่น พวกนี้เปnนแร=ที่ก=อตัวเปnนหินทั่วไปใน ตะกอนที่จับตัวเปnนก;อน และในหินอัคนีที่แปรเปลี่ยนโดยสายน้ำแร=ร;อน คลอไรต$เปnนองค$ประกอบที่สำคัญและ แพร=หลายของหินแปรจำพวกกรีนชิสต$หรือคลอไรต$ชีสต$ รูปที่ 10.10 ผลึกของคลอไรตKในหินแปร (ซ,าย) ภาพถDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (กลาง) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it) คำถามท(ายบท 1. จงอธิบายความแตกต=างของแร=ฟ~ลโลซิลิเกตที่ถูกจำแนกด;วยองค$ประกอบทางเคมีประเภท TO TOT และ TOT+cation 2. หากเราต;องการศึกษาและจำแนกแร=ดิน อุปกรณ$หรือเครื่องมือชนิดใดเหมาะสมที่สุด 3. จงอธิบายวิธีการจำแนกไมกาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงโพลาไรซ$ 4. จงอธิบายลักษณะของ bird’s eye extinction ในแร=กลุ=ม TOT+cation 5. แร=ฟ~ลโลซิลิเกตตัวใดที่เปnนเปnนแร=ปฐมภูมิได;ในหินอัคนีแทรกซอนประเภทแกบโบร 6. หากนำหินแกรนิตที่มีการแปรเปลี่ยนสูงมาศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$ฯ เราจะพบแร=ฟ~ลโลซิลิเกตตัวใด 131
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 11 แร6เทคโทซิลิเกต Chapter 11 Tectosilicates
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU บทที่ 11 แรUเทคโทซิลิเกต กลุ=มเทคโทซิลิเกต (Tectosilicates group) เปnนกลุ=มแร=ที่มีโครงสร;างที่แข็งแรงมากที่สุดในบรรดากลุ=มแร= ซิลิเกต ประกอบด;วยซิลิกอนเตตระฮีดรอนมาเกาะติดกันทุกทิศทาง ใช;อะตอมออกซิเจนรวมกันหมดจนกระทั่ง ประจุลบและประจุบวกสมดุลกัน อัตราส=วน Si:O เปnน 1:2 ได;สูตรโมเลกุลเปnน SiO2 โครงสร;างคล;ายรูปตาข=าย Si มักถูกแทนที่เปnนบางส=วนด;วย Al+3 ภายในโครงสร;างในอัตราส=วน Si:Al เปnน 1:1 หรือ 1:3 ทำให;สูตร เปลี่ยนเปnน (AlSiO4) -1 หรือ (AlSi3O8) -1 ลักษณะทั่วไปของกลุ=มแร=เทคโทซิลิเกต มักใส=ไม=มีสีหรือมีสีขาว สีเทาจาง ในกรณีไม=มีมลทิน และมีความ ถ=วงจำเพาะต่ำ ซึ่งเปnนผลจากโครงสร;างภายใน แร=เทคโทซิลิเกตมีมากมายหลายชนิดมากกว=ากลุ=มซิลิเกตแบบอื่น ๆ และเปnนแร=ประกอบหินที่สำคัญมาก ได;แก= 1) กลุ4มโพแทสเซียมเฟลด;สปาร;(K-feldspar) มีสูตรเคมีเหมือนกันคือ KAlSi3O8 แต=มีโครงสร;างและคุณสมบัติ ทางกายและทางแสงที่แตกต=างกัน ได;แก= ไมโครไคลน$ (Microcline) ออร$โทเคลส (Orthoclase) ซานิดีน (Sanidine) และอะนอร$โธเคลส (Anorthoclase) 2) กลุ4มแพลจิโอเคลส (Plagioclase) 3) กลุ4มซิลิกา (SiO2) ได;แก= ควอตซ$ ทริดีไมต$ โคอีไซต$คริสโตแบไรต$ สติโชไวต$ 4) กลุ4มเฟลด;สปาทอยด;(Feldspatoid Group) ลูไซต$ (Leucite) KAlSi2O6 เนฟ~ลีน (Nepheline) (Na,K)AlSiO4 โซดาไลต$ (Sodalite) Na8(AlSiO4)6Cl2 ลาซูไรต$ (Lazurite) (Na,Ca)8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2 5) กลุ4มซีโอไลต;(Zeolite Group) นาโตรไลต$ (Natrolite) Na2Al2Si3O10•2H2O ชบาไซต$ (Chabazite) CaAl2Si4O12•6H2O สติลไบต$ (Stilbite) NaCa2Al5Si13O36•17H2O 6) กลุ4มสแคโพไลต;(Scapolite Group) มาเรียไลต$ (Marialite) Na4(AlSi3O8)3(Cl2,CO3,SO4) เมยโอไนต$ (Meionite) Na4(Al2Si2O8)3(Cl2CO3,SO4) 135
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU 11.1 กลุ4มโพแทสเซียมเฟลด;สปาร;(K-feldspar) เฟลด$สปาร$ (Feldspar) หรือ แร=ฟ§นม;า เปnนแร=ประกอบหินที่พบมากถึง 50-60 % ของหินบนเปลือกโลก จัดเปnนแร=ตระกูลใหญ=ที่มีส=วนประกอบสุดท;ายหลากหลายมาก เฟลด$สปาร$เปnนแร=ที่มีปริมาณธาตุอัลคาไลด$สูง ทำให; หลอมตัวที่อุณหภูมิต่ำจึงทำหน;าที่เปnนฟลักซ$ทำให;เกิดเนื้อแก;วยึดเหนี่ยวเนื้อ ทำให;เกิดความแกร=งและความโปร=งใส ของชิ้นงาน นอกจากนี้ยังหาได;ง=ายในธรรมชาติ จัดเปnนกลุ=มได; 2 กลุ=มตามชนิดของส=วน โพแทสเซียมเฟลด$สปาร$ มี ปริมาณ K2O อยู=ไม=น;อยกว=า 8 % โซเดียมเฟลด$สปาร$ มีปริมาณ Na2O ไม=น;อยกว=า 7 % เฟลด$สปาร$ผสม มีปริมาณ K2O < 8 % และ Na2O < 7 % แร=กลุ=มนี้ประกอบด;วยไมโครไคลน$ ออร$โทเคลส ซานิดีน และอะนอร$โธเคลส มี โครงสร;างและคุณสมบัติทางกายและทางแสงที่แตกต=างกัน แต=ส=วนประกอบทางเคมี KAlSi3O8 เหมือนกันยกเว;นอะ นอร$โธเคลส NaAlSi3O8 รูปที่ 11.1 แผนภาพสามเหลี่ยมจำแนกอัลคาไลนKเฟลดKสปารK (ดัดแปลงจาก Panchuk, 2018; Klein & Hurlbut, 1993) โพแทสเซียมเฟลด$สปาร$มีระบบผลึกในระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) ยกเว;นออร$โทเคลสที่อ ยู=ในระบบสามแกนเอียง (Triclinic system) แร=กลุ=มนี้มีความแข็ง 6-6.5 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$ ความ ถ=วงจำเพาะ 2.55-2.76 มักเกิดเปnนแท=ง แสดงสีได;หลากหลายทั้งสีขาว สีเทา สีเหลืองจาง สีชมพู และสีเทาเข;ม และ ประกายแก;วและมีคุณสมบัติโปร=งใสถึงโปร=งแสง แสดงแนวแตกเรีบบสองทิศทางชัดเจน อีกทั้งยังแสดงการ แฝดและการเล=นแสงและเหลือบแสง อัญมณีที่อยู=ในกลุ=มคือ 1) แอมะซอนไนต$ (Amazonite) ที่เปnนไมโครไคลน$ แสดงสีเขียวอ=อนปนเหลืองหรือ เขียวอมฟìา มักแสดงแนวเส;นสีขาวเล็ก ๆ ตัดกันเปnนตาข=ายและมีการเหลือบแสงเล็กน;อย 2) มูนสโตน (Moonstone) หรือมุกดาหารไม=มีสี มีลักษณะเหลือบแสงสีขาวไปจนถึงเหลืองอ=อนหรือฟìาอมเทา เคลื่อนไปมาบน ผิวอัญมณีที่เจียระไนหลังเบี้ย เกิดจากการรบกวนกันของแสงที่สะท;อนจากโครงสร;างภายในที่มี ออร$โทเคลส (Orthoclase) มีสีเหลืองอ=อน และแอลไบต$ (Albite) เปnนชั้นบางมากสลับกันอยู= 136
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU โดยทั่วไปมีความต;องการโพแทสเซียมเฟลด$สปาร$ในอุตสาหกรรมเซรามิกมากกว=าโซเดียมเฟลด$สปาร$ ทั้งนี้ เพราะโพแทสเซียมเฟลด$สปาร$เมื่อหลอมแล;วได;ความหนืดสูงกว=าและเปลี่ยนแปลงลดลงเล็กน;อย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จึงเปnนผลให;รูปทรงของชิ้นงานอยู=ตัวไม=บิดเบี้ยวในช=วงการเผา โดยเฉพาะผลิตภัณฑ$ลูกถ;วยไฟฟìา จำเปnนต;องใช; โพแทสเซียมเฟลด$สปาร$เกรดสูง เพราะต;องการคุณสมบัติความเปnนฉนวนไฟฟìา (โพแทสเซียมเฟลด$สปาร$มีความนำ ไฟฟìาต่ำ) แร=เทคโทซิลิเกตเปnนชุดแร=ที่ตึกผลึกในลำดับชุดท;ายตามชุดปฏิกิริยาโบเวน จึงทำให;ได;เห็นการเกิดร=วมกัน ของแร=เฟลด$สปาร$และซิลิกาดังแสดงในรูปที่ 11.2 อีกทั้งยังสามารถมีการแทนที่กันได;ของโซเดียมและโพแทสเซียม ในอัลคาไลน$เฟลด$สปาร$ รูปที่ 11.2 แผนภาพการเกิดรDวมกันของแรDอัลคาไลนKเฟลดKสปารKและกลุDมแรDซิลิกา (ดัดแปลงจาก www.serc.carleton.edu/research_education/equilibria/binary_diagrams.html) แร=กลุ=มนี้มีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสงธรรมดา ค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.514-1.526, nY = 1.518-1.530, nZ = 1.521-1.533 มักแสดงรูปผลึกแบบ แท=งหรือแผ=นหนาที่ไม=แสดงสี (รูปที่ 11.3) และปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางใน {001} และ {010} โพแทสเซียมเฟลด$สปาร$มีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบลบ มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.005-0.008 จึงทำให;เห็นสี แทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 สีขาวเทา ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีการจำแนกแร=อัลคาไลน$เฟลด$สปาร$ภายใต;กล;อง จุลทรรศน$สามารถจำแนกได;จากการแฝดและการกำเนิดดังแสดงในรูปที่ 11.3 และ 11.4 ไมโครไคลน;แสดงการ แฝดแบบตาราง (grid twin) พบในหินอัคนีสีจางแทรกซอนพวกแกรนิตและเพกมาไทต$ อาจพบในหินแปรเกรดสูงที่ หินเดิมเปnนเพไลต$อะนอร;โธเคลส แสดงการแฝดแบบตาราง พบในหินภูเขาไฟสีจาง ออร;โทเคลส แสดงการแฝด อย=างง=าย (simple twin) ผลึกออร$โทเคลสมักมีผลึกโซเดียมแพลจิโอเคลส เกิดร=วมอยู=ด;วยในรูปแบบเพอร$ไทต$ (perthite) เนื่องมาจากการแยกออกจากกัน (exsolution) ของส=วนประกอบทางเคมีภายใต;โซลวัส (solvus curve) ผลึกโซเดียมแพลจิโอเคลสจะเปnนรูปริ้ว (lamellae/guest/daughter) โดยวางตัวขวางแท=งออร$โทเคลส (host/parent) พบในหินอัคนีสีจางแทรกซอนพวกแกรนิตและเพกมาไทต$ อาจพบในหินแปรเกรดสูงที่หินเดิมเปnน เพไลต$ซานิดีน แสดงการแฝดอย=างง=าย พบเปnนแร=ดอกในหินภูเขาไฟสีจางถึงสีปานกลาง 137
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 11.3 ภาพถDายไมโครไคลนKในหินแกรนิตแสดงลักษณะการแฝดแบบตารางภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (ซ,าย) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK รูปที่ 11.4 ภาพถDายออรKโทเคลสในหินแกรนิตแสดงลักษณะการแฝดอยDางงDายภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (ซ,าย) แบบ แสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK 11.2 กลุ4มแพลจิโอเคลส (Plagioclase) แพลจิโอเคลสจะเกิดในลักษณะที่เรียกว=าสารละลายของแข็ง (Solid solution) แพลจิโอเคลสมีการแทนที่ ของโซเดียม (Na) และ แคลเซียม (Ca) ในโครงสร;างผลึกที่อุณหภูมิที่แตกต=างกัน ดังแสดงในรูปที่ 11.5 และ สามารถจำแนกออกเปnน 6 กลุ=มตามสัดส=วนของแคลเซียมและโซเดียมหรือปริมาณอะนอร$ไทต$ (Anorthite (An) - content) โดยที่ An-content = (Ca/Na+Ca)*100 อะนอร$ไทต$(anorthite) CaAl2Si2O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 90 - 100 ไบทาวไนต$(bytownite) (Ca,Na)(Si,Al)4O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 70 - 90 แลบราดอไลต$(labradolite) (Ca,Na)(Si,Al)4O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 50 - 70 แอนดีซิน (andesine) (Ca,Na)(Si,Al)4O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 30 - 50 โอลิโกเคลส (oligoclase) (Ca,Na)(Si,Al)4O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 10 - 30 แอลไบต$(albite) NaAlSi3O8 มีปริมาณอะนอร$ไทต$ 0 - 10 แพลจิโอเคลสมีรูปผลึกระบบไทรคลินิก (Triclinic system) อาจจะเกิดเปnนผลึกแฝด ตรงผิวหน;าผลึกหน;า หนึ่งหรือทั้งหน;าตรงข;าม จะมีร=องขนานถี่ (striation) เห็นได;ชัดมากมาย มีทั้งชนิดเนื้อสมานแน=นหรือเกิดเปnนมวล เมล็ดในหินอัคนี แนวแตกเรียบ 2 แนวเอียงทำมุมกัน ความแข็งของแพลจิโอเคลสคือ 6 ตามมาตราส=วนความแข็ง ของโมห$ ความถ=วงจำเพาะของแอลไบต$คือ 2.62 และจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีแคลเซียมสูง ซึ่งความถ=วงจำเพาะของอะนอร$ 138
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU ไทต$จะสูงที่สุด 2.76 สีอาจเปnนสีขาว เทา เขียว เหลือง แดงเข;ม หรือไม=แสดงสี วาวคล;ายแก;วและคล;ายมุก เนื้อผลึก มีลักษณะโปร=งใสถึงโปร=งแสง อาจจะเล=นสีได;ด;วยโดยเฉพาะแพลจิโอเคลสชนิดแลบราโดไรต$และแอนดีซีน รูปที่ 11.5 แผนภาพแสดงการเกิดแพลจิโอเคลสระหวDางสัดสDวนของอะนอรKไทตKและแอลไบตK แพลจิโอเคลสมีค=าดัชนีหักเหของแสงต่ำจึงทำให;เห็นรีลีฟต่ำเมื่อศึกษาภายใต;กล;องจุลทรรศน$แบบแสง ธรรมดา ค=าดัชนีหักเหของแสง 3 ค=า คือ nX = 1.527-1.577, nY = 1.531-1.585, nZ = 1.534-1.590 มักแสดงรูป ผลึกแบบแท=งหรือแผ=นหนาที่ไม=แสดงสี (รูปที่ 11.6) และปรากฏแนวแตกเรียบสมบูรณ$ 2 ทิศทางใน {001} และ {010} แพลจิโอเคลสมีผลึกเปnนแกนแสงคู=แบบบวกและลบ มีค=าไบรีฟริงเจนซ$อยู=ในช=วง 0.007-0.013 จึงทำให;เห็นสี แทรกสอดต่ำในลำดับที่ 1 สีขาวเทา ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวีแพลจิโอเคลสมักแสดงหน;าผลึกบางหน;า และแสดงการ แฝดแบบซ้ำซ;อน (polysynthetic twin) ผลึกแฝดเหล=านี้มีมุมมืดที่สัมพันธ$กับส=วนประกอบทางเคมี โดยมีมุมมืด แปรผันตามปริมาณของแคลเซียม แพลจิโอเคลสที่มีปริมาณของแคลเซียมสูงจะมีมุมมืดสูง ดังแสดงในรูปที่ 11.7 โซเดียมแพลจิโอเคลสที่ติดอยู=กับอัลคาไลน$เฟลด$สปาร$อาจมีการทำปฏิกิริยากัน แล;วมีเศษซิลิกา (SiO2) หลงเหลืออยู= กลายเปnนริ้วควอตซ$รูปตัวหนอน (หลายตัว) ฝ§งตัวอยู=ในบริเวณขอบของผลึกแพลจิโอเคลส (myrmekithic texture) รูปผลึกแฝดของแพลจิโอเคลสอาจตอบสนองต=อแรงที่มากระทำต=อหิน ทำให;เกิดการโค;ง งอ (folded twin) หรือมีการหักงอ (kink band) ทั้งนี้ขึ้นอยู=กับสภาวะพลาสติกของหินและแร= แพลจิโอเคลสใน หินแกรนิตอาจมีปริมาณอะนอร$ไทต$อยู=ในช=วง 5-30 หรืออยู=ในช=วงแอลไบต$ถึงโอลิโกเคลส ส=วนแอนดีซินอยู=ในหิน แอนดีไซต$หรือหินไดออไรต$ แพลจิโอเคลสตั้งแต=แลบราดอไลต$ขึ้นไปอยู=ในหินแกบโบร และหินอัลตราเมฟ~ก ตามลำดับ อีกทั้งยังสามารถพบเปnนแร=ประกอบหินในหินแปรและหินชั้นได;อีกด;วย แพลจิโอเคลสจะมีการเปลี่ยน สภาพเปnนแร=ดิน เซอริไซต$ เอพิโดต คลอไรต$ แคลไซต$ หรือพัมเพลลิไอต$ แพลจิโอเคลสถูกใช;ประโยชน$น;อยกว=าโพแทชเซียมเฟลด$สปาร$ แอลไบต$ใช;ในอุตสาหกรรม เครื่องเคลือบ ดินเผาเช=นเดียวกับออร$โทเคลส แลบราดอไรต$ถูกนำมาขัดทำหินประดับเพราะเล=นสีได;ชนิดที่แสดงคุณสมบัติคล;าย โอปอล$(Opalescence) สามารถนำมาเจียระไนเปnนพลอยประดับได; เช=น แอลไบต$ชนิดดีเจียระไนได;สวยงาม เรียกว=า มูนสโตน (Moonstone) โอลิโกเคลสที่มีฮีมาไทต$อยู=ในตัวของมันมองคล;ายเกล็ดสีทอง เรียกว=า อะเวนจูรีน โอลิโกเคลส หรือทรายทอง (Sunstone) 139
Mineralogy by Dr. Vimoltip Singtuen | Department of Geotechnology, KKU รูปที่ 11.6 ภาพถDายแพลจิโอเคลสแสดงการแฝดแบบซ้ำซ,อนภายใต,กล,องจุลทรรศนKฯ (ซ,าย) แบบแสงธรรมดา (ขวา) แบบแสงโพลาไรซK รูปที่ 11.7 แผนภาพแสดงมุมมืดที่สัมพันธKกับสDวนประกอบทางเคมีของแพลจิโอเคลส (ดัดแปลงจาก www.unouda.tk/16560/michel-levy-chart.html/michel-levy-chart-3) 11.3 กลุ4มซิลิกา (SiO2) ซิลิกอนไดออกไซด$หรือที่รู;จักกันโดยทั่วไปว=า ซิลิกา นั่นคือสารประกอบระหว=างออกไซด$และซิลิกอน รวมตัวกันเปnนสูตรทางเคมีคือ SiO2 และเปnนที่รู;กันตั้งแต=สมัยโบราณถึงความแข็งแกร=งของมัน ซิลิกาเปnน สารประกอบที่มีจำนวนมากโดยทั่วไปบนเปลือกโลก มักพบได;ทั่วไปในธรรมชาติอาจในรูปของควอตซ$ แต=สามารถ เกิดเปnนแร=อื่นได;แบบพหุผลึก (polymorph) ได;ที่อุณหภูมิและความดันแตกต=างกัน เช=น ควอตซ$ ทริดีไมต$ โคอีไซต$ คริสโตแบไรต$ สติโชไวต$ ดังแสดงในรูปที่ 11.8 ในบรรดาแร=ซิลิกาทั้งหมด ควอตซ$หรือ "แร=เขี้ยวหนุมาน" เปnนแร=ที่พบมากที่สุดในโลกเปnนอันดับที่สองรอง จากเฟลด$สปาร$ ควอตซ$เปnนแร=ในระบบผลึกสามแกนราบ (Hexagonal system) ควอตซ$มีทั้งโปร=งใสจนถึงทึบแสง และมีมากมายแทบจะทุกสีทั้ง ขาว เทา ชมพู แดง ม=วง เหลือง เขียว และไม=แสดงสี (รูปที่ 11.9) ควอตซ$จึงนิยมใน วงการอัญมณีและเครื่องประดับ ควอตซ$มีค=าความแข็งที่ 7 ตามมาตราส=วนความแข็งของโมห$นอกจากนี้ควอตซ$ยัง มีคุณสมบัติพิเศษคือมีไฟฟìาที่เกิดจากการกดดันทางกลไกที่มีต=อผลึก (piezoelectric) อีกทั้งยังแสดงการแตกคล;าย ฝาหอย 140