วิทยาแร่ (Mineralogy)

เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่ 41

บทท่ี 4 คณุ สมบัติทางแสงของผลกึ ไอโซทรอปิก

4.1 การจดั กลุ่มแร่ตามคณุ สมบตั ิทางแสง (Optical Grouping)
แนวโพลารอยด์ที่แสงขาวผ่านผลกึ มาในแตล่ ะแนว มีโครงสรา้ งไม่เหมือนกัน คลื่นแสงขาว

อาจไม่ได้ผ่านผลึกมาทุกช่วงคลื่นแสง อาจการดูดกลืนแสงบางช่วงคลื่นแสง ทำให้เราเห็นแสงสีที่
เหลือผ่านผลึกมา ทำให้ผลึกมีสีต่าง ๆ ได้โครงสร้างผลึกแร่มีความแตกต่างกนั ใน 2 กลุ่ม กลุ่มไอโซ
ทรอปิกและแอนไอโซทรอปิก ซ่งึ แบง่ เปน็ ผลกึ แกนแสงเดี่ยวและผลึกแกนแสงคู่ (รูปท่ี 4.1)

รูปที่ 4.1 ตัวอย่างการจัดกลุ่มแร่ตามคุณสมบัติทางแสงกลุ่มไอโซทรอปิก ผลึกแกนแสงเดี่ยว และ
ผลึกแกนแสงคู่

กลุ่มไอโซทรอปิก (isotropic) เป็นวัตถุของแข็งแบบไม่มีโครสร้างหรือเป็นวัตถุที่มี
โครงสร้างเหมือนกนั ทุกประการ วตั ถุเหล่านไี้ ด้แก่ สารอัญรูป เชน่ แกว้ ภเู ขาไฟ หรอื แร่ท่ีตกผลึกใน
ระบบไอโซเมทริก เช่น การ์เนต (garnet) ฟลูออไรต์ (fluorite) สปิเนล (spinel) เพชร (diamond)
โซดาไลต์ (sodalite) เป็นต้น ไม่มีความแตกต่างของโครงสร้าง แสงที่ผ่านผลึกมาจะผ่านโครงสร้าง
แบบเดียวกัน ถ้ามีการดูดกลืนแสงจะเหมือนกันทุกทิศทาง นั่นคือแร่ในระบบสามแกนเท่า
(Isometric system) เช่น การเ์ นต็ สปเิ นล

การมีโครงสร้างภายในเหมือนกันทุกทิศๆทาง หรือไม่มีโครงสร้าง ทำให้มีปฏิกิริยาต่อแสง
เหมือนกันในทุกทิศทางที่แสงเดินทางผ่านผลึก และมีคุณสมบัติไม่ทำให้แสงเปลี่ยนแปลง ถ้าแสง

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

42 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

แบบโพลาไรซ์จากกล้องเดินทางผ่านตัวอย่างแบบไอโซทรอปิก จะยังคงเป็นแสงแบบโพลาไรซ์
เหมอื นเดมิ เมื่อแสงเดินทางผ่านตวั อยา่ งออกมา และถา้ ใส่แอนเนอไลเซอร์แสงจะไม่ผ่านข้ึนมา ทำ
ใหเ้ รามองเห็นตัวอยา่ งมืด

กลมุ่ แอนไอโซทรอปิก (anisotropic) เป็นผลึกที่ตกผลึกในระบบนอกจากไอโซเมทริก เป็น
ผลึกท่มี ีการจัดเรยี งตัวโครงสร้างภายในต่างกัน มที ั้งต่างกนั 2 ทิศทาง (ผลึกระบบเทระโกนอล และ
ระบบเฮกซะโกนอล) และ 3 ทิศทาง (ผลึกระบบออร์โทรอมบิก ระบบโมโนคลินิก และระบบไทร
คลินิก)

o ผลึกแกนแสงเดี่ยว (uniaxial) มีแกนแสงหนึ่งแกน แต่มีโครงสร้างต่างกัน 2 ทิศทาง
การดดู กลืนแสง อาจมีความแตกต่างกันได้ 2 ทศิ ทาง เช่น เซอรค์ อน ในระบบสองแกน
ราบ (Tetragonal system) และ ควอตซ์ ในระบบสามแกนราบ (Hexagonal system)

o ผลึกแกนแสงคู่ (biaxial) มีแกนแสงสองแกน แต่มีโครงสร้างต่างกัน 3 ทิศทาง การ
ดูดกลืนแสง อาจมีความแตกต่างกันได้ 3 ทิศทาง เช่น โอลิวีน ในระบบสามแกนต่าง
(Orthorhombic system) ไบโอไทต์ ออร์โธเคลส ในระบบหนงึ่ แกนเอยี ง (Monoclinic
system) ไมโครไคลน์ แพลจโิ อเคลส ในระบบสามแกนเอียง (Triclinic system)

4.2 เสน้ เบคกี (Becke Line)
การหักเหของแสงมารวมตัวกันบริเวณขอบของวัตถุ จะทำความเข้มของแสงเพิ่มขึ้น และ

เกิดขึน้ รอบวัตถุ วงแสงรอบขอบวัตถุนี้รยี กวา่ เส้นเบกคี (becke line) จะเหน็ ได้เมือ่ วัตถุมคี ่า n ต่าง
จากตัวกลาง โดยวงแสงจะหักเหไปทางวัตถุที่มีค่า n มากกว่า (รูปที่ 4.2) การเกิดวงแสงเส้นเบกคี
เกิดได้สองแบบ กรณีที่ 1 ค่า n ของตัวกลางมากกว่าของวัตถุ (nm > ns) และกรณีที่ 2 ค่า n ของ
วตั ถุตัวมากกวา่ ของตวั กลาง (ns > nm)

รปู ที่ 4.2 ลักษณะการหักเหของแสงในผลึกทม่ี ีค่า n แตกต่างกัน
กรณีที่ 1 ค่า n ของตัวกลางมากกว่าของวัตถุ เมื่อพิจารณาตัวอย่างแผ่นสไลด์ของผง
ตัวอย่าง และเม็ดวัตถุที่แช่อยู่ในตัวกลางเป็นวัตถุรูปเลนส์ หรือวัตถุที่มีส่วนขอบบางกว่าส่วนกลาง

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงหเ์ ถื่อน | สาขาวชิ าเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่ 43

พจิ ารณาแสงเป็นเสน้ รังสี เม่อื แสงท่ีเดินทางจากด้านล่าง ผ่านตวั กลางแลว้ ผ่านเขา้ วัตถุ จะมีการหัก
เหออกจากเส้นปกติ และเมื่อแสงเดินทางต่อออกจากวัตถุกลับเข้าสู่ตัวกลาง แสงจะหักเหเข้าเส้น
ปกติ เมื่อมองภาพด้านข้าง จะเห็นว่ารังสีแสงที่เดินทางมีการหักเหออกบานออกจากวัตถุ ทำให้
แสงไปเพิ่มความเข้มให้มากขึ้นบริเวณขอบนอก และเมื่อมองภาพจากด้านบนก็จะเห็นการรวมตัว
ของแสงรอบเม็ดตัวอย่าง เกิดเป็นวงแสงเส้นเบกคีที่เกิดจากรังสแี สงทีอ่ อกจากวตั ถุในรูปกรวยบาน
กรณีนี้ถ้าเคลื่อนที่แผ่นสไลด์ลง (down stage) จะทำให้วงแสงที่เห็นขยายตัวออก (move out)
จะเหน็ วงแสงจะเคลือ่ นที่จากดา้ นเม็ดวัตถอุ อกไปหาตวั กลาง

กรณที ่ี 2 คา่ n ของวตั ถุตวั มากกว่าของตัวกลาง (ns > nm) อธิบายการเดินทางของแสงใน
ลักษณะเดียวกบั กรณี 1 กรณีนีจ้ ะเกดิ ปรากฏการณใ์ นลกั ษณะตรงขา้ มกัน ทางเดินของรังสีแสงจะ
หักเหหุบเข้าข้างในวัตถุ วงแสงสีที่เห็นรอบวัตถุเป็นวงเส้นเบกคีที่เกิดจากกรวยแสงหุบ กรณีนี้ถ้า
เคลอื่ นสไลด์ลง จะทำให้วงแสงทเี่ ห็นหดตัวลง (move in) จะเห็นวงแสงเคล่ือนทจ่ี ากด้านตัวกลาง
เขา้ ไปขา้ งในเม็ดวัตถุ

รปู ท่ี 4.3 การเกดิ และการเคล่ือนที่ของเส้นเบคคีในวัตถุท่ีมีค่า n ต่างกนั เม่ือเคล่ือนแท่นวางวัตถุลง
(ดดั แปลงจาก www.science.smith.edu/geosciences/min_jb/Optics/Optics-2.pdf)

ถา้ วตั ถทุ ศ่ี กึ ษา มีคา่ n ไม่เทา่ กบั ของตัวกลาง เราจะเหน็ ความสงู ตำ่ และเส้นเบกคี ถ้ามีการ
เคลื่อนสไลด์ขึ้น-ลงจะทำเส้นเบกคีเคลื่อนตัว ถ้าเคลื่อนสไลด์ลงเส้นเบคคจี ะเคลื่อนไปทางด้านวัตถุ
หรือตัวกลางที่มีค่า n สูงกว่า ในขั้นตอนนี้การสังเกตสามารถบอกได้ว่าค่า n ของวัตถุหรือของ
ตัวกลาง มคี า่ สูงกวา่ กนั (รูปที่ 4.3)
4.3 รีลีฟ (Relief)

การมองเห็นวัตถุใสเกิดจากแสงที่ผ่านตัวกลางมากระทบวัตถุแล้วมีการหักเหของแสงมา
รวมกันบริเวณขอบวัตถุ ทำให้บางบริเวณมีความเข้มแสงเพิ่มขึ้น บางบริเวณมีความเข้มแสงลดลง
(รูปท่ี 4.4) จนทำใหเ้ กดิ เงาและสามารถมองเห็นขอบของวัตถุได้ (outline)

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถอ่ื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

44 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

ถ้าแสงเดินทางผ่านตัวกลางมากระทบวัตถุ ที่มีค่า n เท่ากันกับของตัวกลาง (ns = nm)
แสงจะไม่หักเห ในกรณีนี้เราจะไม่เห็นภาพของวัตถุ ดังนั้นยิ่งวัตถุกับตัวกลางมีค่า n ต่างกันมากก็
จะเห็นภาพของวตั ถุได้ชดั ข้ึน

ภาพขอบวัตถุที่มองเห็นเรียกว่าความสูงต่ำ (relief) เกิดขึ้นกรณีที่ค่า n ของวัตถุกับของ
ตัวกลางไม่เท่ากัน แร่ในธรรมชาติมีค่า n ระหว่าง 1.5-2.0 และแผ่นหินบางมาตรฐานมีค่า n ของ
กาวเท่ากับ 1.54 ถ้าวัตถุตัวอย่างมีค่า n เท่ากับกาวจะมองไม่เห็นตัวอย่าง (match) แร่ส่วนใหญ่มี
ค่า n สูงกว่ากาว จะแสดงความสูงต่ำเป็นแบบบวก (positive relief) แร่ที่มีค่า n ต่ำกว่าจะแสดง
ความสูงตำ่ เป็นแบบลบ (negative relief)

ความแตกต่างของคา่ n ของวตั ถทุ ี่อย่ใู นกาว แยกออกเป็นกลมุ่ ได้ดงั น้ี
วัตถุที่มคี า่ n ระหวา่ ง 1.54-1.60 จะแสดงความสูงตำ่ แบบตำ่ (low relief)
วัตถุทม่ี คี ่า n ระหวา่ ง 1.60-1.70 จะแสดงความสูงต่ำแบบปานกลาง (moderate relief)
วตั ถุทมี่ ีค่า n ระหว่าง 1.70-1.80 จะแสดงความสูงตำ่ แบบสูง (high relief)
วตั ถทุ มี่ ีคา่ n ระหว่าง 1.80-2.00 จะแสดงความสูงต่ำแบบสูงมาก ( very high relief)
วตั ถุทม่ี ีค่า n มากกว่า 2.00 จะแสดงความสูงต่ำแบบสดุ ขดี (extreme relief)

รปู ที่ 4.4 แสดงเส้นทางการเดินทางของแสงผ่านวตั ถุรูปเลนสใ์ นตัวกลางท่ีมคี ่า n ต่างกัน (ดดั แปลง
จาก www.lh3.googleusercontent.com/proxy/)
4.4 สขี องแรภ่ ายใตก้ ล้องจลุ ทรรศนแ์ บบโพลาไรซ์

การศึกษาแร่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบโพลาไรซ์ แร่อาจไม่มีสี มีสีอ่อนหรือมีสีเข้ม
บ่อยครั้งที่สีของแร่ทางกายภาพและแผ่นหินบางมีสีเดียวกัน (เช่น แร่สีแดง แร่สีเขียว เป็นต้น)
แมว้ ่าสใี นแผ่นหินบางจะไม่ค่อยเข้มเท่าดดู ว้ ยตาเปล่า บางครั้งสใี นแผ่นหนิ บางก็ไม่เหมือนกับสีของ

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงหเ์ ถือ่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 45

แร่จริงที่ศึกษาด้วยตาเปล่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแร่ที่มีสีเข้ม เนื่องจากสีที่เห็นจากการศึกษา
ทางศลิ าวรรณนาเป็นสีทแี่ สงส่องผา่ น แตส่ ีของแรจ่ รงิ ที่ศึกษาด้วยตาเปล่าเป็นสีจากการสะท้อนของ
แสง ตัวอย่างเช่น ไบโอไทต์ (biotite) มีสีที่แสงสะท้อนเป็นสีดำ แต่เมื่อศึกษาภายใต้กล้อง
จลุ ทรรศนจ์ ะเห็นเป็นสีน้ำตาล หรอื สีเขียว (รูปที่ 4.5)

รูปที่ 4.5 แสดงสีดำของไบโอไทต์เมื่อศึกษาด้วยตาเปล่าและสีน้ำตาลเมื่อศึกษาภายใต้กล้อง
จุลทรรศน์ฯ

กลุ่มไอโซทรอปิกมีไม่มีความแตกต่างของโครงสร้าง แสงที่ผ่านผลึกมา จะผ่านโครงสร้าง
แบบเดียวกัน ถ้ามีการดูดกลืนแสงจะเหมือนกนั ทุกทิศทาง ดังนั้นวัตถไุ อโซทรอปกิ จะมีสีเดียว ไม่มี
การเปลี่ยนสี แต่กลุ่มแอนไอโซทรอปิกจะมีการเปลี่ยนสีได้เมื่อแสงเดินทางผ่านโครงสร้างผลึกท่ี
แตกตา่ งกนั
4.5 ลกั ษณะผลกึ แร่ภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์แบบโพลาไรซ์

ผลึกของแร่ประกอบหินทั่วไปอาจเห็นหน้าเหลี่ยมผลึกชัดเจนเต็มผลึก (euhedral) แสดง
ถึงผลึกที่สมบูรณ์ หรือผลึกอาจเจริญเติบโตโดยไม่เห็นหน้าเหลี่ยมผลึก (anhedral) และบางกรณี
ผลึกที่โตขึ้นมาแล้วอาจเห็นหน้าเหลี่ยมผลึกเป็นบางหน้า (subhedral) รูปร่างลักษณะผลึกเป็น
รูปทรงท่วั ๆ ไปของผลึกท่ีเกดิ ตามธรรมชาติท้งั ผลึกเดี่ยว และการเกิดรว่ มกนั เป็นกลมุ่ การศึกษาแร่
ด้วยคุณสมบตั ทิ างแสงจะมีรูปรา่ งเหมือนกับลักษณะทางกายภาพดงั ที่อธบิ ายไว้ในบทท่ี 1 เช่น โอลิ
วีนแสดงลักษณะผลึกแบบเม็ด (equant) เฟลด์สปาร์แสดงลักษณะผลึกแบบแท่ง (tabular) ไบโอ
ไทต์แสดงลกั ษณะผลกึ แบบแผน่ (blade) ไพรอกซีนแสดงลกั ษณะผลกึ แบบเส้น (fibrous) เป็นต้น
4.6 แนวแตกเรยี บของแรภ่ ายใตก้ ลอ้ งจุลทรรศน์แบบโพลาไรซ์

แนวแตกเรยี บเปน็ ผลมาจากโครงสร้างและแตกต่างกันไปในแต่ละแร่ดังที่อธิบายไว้ในบทที่
1 แนวแตกเรยี บน้ีเป็นผลมาจากตำแหนง่ ปกติของอะตอมและไอออนในผลึก ซึง่ สร้างพื้นผิวที่ทำซ้ำ

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

46 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

ได้อย่างราบรื่นและสามารถมองเห็นได้ทั้งในกล้องจุลทรรศน์และด้วยตาเปล่า โดยการศึกษาทาง
ศิลาวรรณนานั้นเราจะเห็นมุมมองของการแตกเรียบเป็นบางหน้าผลึกเท่านั้น เนื่องจากการเตรียม
ตัวอย่างต้องตัดแร่ให้บางมากจนกลายเป็นการศึกษาแร่เสมือน 2 มิติ เช่น ไบโอไทต์หรือแร่กลุ่ม
ไมก้าจะมีแนวแตกเรียบในหน้าผลึก {001} หรือตั้งฉากกับแกน c ดังนั้นจะสามารถเห็นแนวแตกได้
ชัดเจนเมอื่ ตดั ผลกึ ขนานกบั แกน c ดังรปู ที่ 4.6

รูปท่ี 4.6 แสดงแนวแตกเรียบของไบโอไทต์ในแตล่ ะทิศทาง (ก) เมอ่ื ตัดผลึกแร่ต้ังฉากกับแกน c (ข)
เมื่อตดั ผลกึ แร่ตัง้ ฉากกับแกน a และ b

คำถามทา้ ยบท

1. จงอธิบายวิธีการจำแนกแร่ตามคุณสมบัติทางแสงมาโดยละเอียด พร้อมยกตัวอย่าง
ประกอบ

2. วัตถุไอโซทรอปิกคืออะไร จงอธิบายพร้อมยกตัวอย่างประกอบ และมีคุณสมบัติทางแสงที่
แตกตา่ งจากแอนไอโซทรอปิกอย่างไรบ้าง

3. จงอธิบายการเกดิ เสน้ เบคคีและรลี ีฟเม่ือศกึ ษาแรภ่ ายใต้กลอ้ งด้วยแสงธรรมดา
4. จงอธิบายว่าเพราะเหตุใดผลึกของไพรอกซีนเมื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์แสดงแนว

แตกเรยี บทัง้ แบบสองทศิ ทางและหนึง่ ทศิ ทาง

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงหเ์ ถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 47

“

บทที่ 5 คุณสมบตั ิทางแสงของผลกึ แอนไอโซทรอปิก

Chapter 5 Optical Properties of Anisotropic Crystal

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงห์เถอื่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

48 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 49

บทท่ี 5 คุณสมบตั ิทางแสงของผลกึ แอนไอโซทรอปกิ

ผลึกในระบบนอกจากไอโซเมทริกเป็นผลกึ ท่ีมีการจัดเรียงตวั โครงสร้างภายในต่างกัน มีทั้ง
ต่างกัน 2 ทศิ ทาง (ระบบสองแกนราบและระบบสามแกนราบ) และ 3 ทิศทาง (ระบบสามแกนต่าง
ระบบหน่งึ แกนเอยี ง และระบบสามแกนเอยี ง)

ผลึกที่มีโครงสร้างต่างกันจะเป็นวัสดุกรองการสั่นสะเทือนของคลื่นแสงตามธรรมชาติ (โพ
ลารอยด)์ และมกี ารกรองแสงสองทิศทางที่ตง้ั ฉากกนั เมือ่ แสงธรรมดาผา่ นผลกึ แอนไอโซทรอปิกจะ
ถูกกรองออก 2 รังสีตามโครงสร้างแนวโพลารอยด์ที่ต่างกัน และมีความเร็วแสงต่างกัน ซ่ึง
ประกอบดว้ ยรงั สแี นวที่เคล่ือนทีเ่ ร็วกว่า (fast ray) และรังสแี นวทเี่ คลื่อนทช่ี ้ากว่า (slow ray) ผลึก
จึงมีค่าดัชนีหักเหต่างกันในแนวของรงั สีทั้ง 2 แนว รังสีแสงผ่านแร่ท่ีสั่นสะเทือนในแนวโพลารอยด์
ของแร่ใด ๆ จะมที ศิ ทางทมี่ ีความเร็วสูงสดุ และความเร็วต่ำสุด ผลึกแรแ่ บบแอนไอโซทรอปิกจึงมีค่า
n สูงสดุ (nmax) และตำ่ สุด (nmin)

ถ้ารังสีแสงตกกระทบผลึกไม่ขนานกับเส้นปกติ (1  0) รังสีทั้งคู่จะมีมุมการหักเหท่ี
ต่างกัน ได้การหักเหสองทิศทาง (double refraction) ทำให้เกิดการมองเห็นภาพซ้อนได้ เมื่อมอง
ภาพผา่ นวตั ถแุ บบแอนไอโซทรอปกิ (รูปท่ี 5.1)

รูปที่ 5.1 ผลึกแคลไซต์ที่แสดงการหักเหสองทิศทางทำให้เกิดภาพซ้อนของวัตถุดา้ นล่าง (ดัดแปลง
จาก www.edafologia.net/optmine/intro/isoaniw.htm)
5.1 คา่ ดชั นีหักเหของแรแ่ อนไอโซทรอปกิ (Reflective Index of Anisotropic Minerals)

คา่ ดชั นีหกั เหของผลึกแบบแอนไอโซทรอปิกมีได้หลายคา่ ข้ึนอยูก่ บั ว่าแสงท่ีผ่านผลึกมีการ
สั่นสะเทือนตามแนวโครงสร้างแบบใด หรือผ่านผลึกไปในแนวโพลารอยด์ใด ผลึกแบบแอนไอโซ
ทรอปิกที่มีโครงสร้างตา่ งกัน 2 ทิศทาง จะมี 1 ทิศทางที่แสงผ่านเขา้ ไปแล้วมีคณุ สมบัติเหมอื นผ่าน
ไปในวัตถุแบบไอโซทรอปิก เรียกทิศทางนั้นว่าแกนแสง (optic axis) เป็นผลึกแกนแสงเดี่ยว
(uniaxial crystals) ส่วนผลึกที่มีโครงสร้างต่างกัน 3 ทิศทาง จะมีแกนแสง 2 ทิศทาง เรียกว่าผลึก
แกนแสงคู่ (biaxial crystals) ดังแสดงในรปู ที่ 5.2

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงหเ์ ถื่อน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

50 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

รปู ที่ 5.2 แรแ่ อนไอโซทรอปิกแกนแสงเดยี่ วและแกนแสงคู่
ผลกึ แกนแสงเดยี่ วไดแ้ กผ่ ลึกท่ีเกิดในระบบเทระโกนอลและเฮกซะโกนอล มีการจัดเรียงตัว
โครงสร้างผลึกต่างกัน 2 แนวตามแนวแกนผลึก a และ แกนผลกึ c แนวโพลารอยด์ของผลึกแบบน้ี
กเ็ ปน็ ไปตามแนวโครงสรา้ ง a และ c นี้ เมื่อแสงธรรมดาเดินทางผ่านผลึกแกนแสงเด่ียว จะเกิดการ
กรองแสงให้เหลือการสั่นสะเทือนตามแนวโครงสร้างแกน a และ c แสงทส่ี ่นั สะเทอื นในแนวแกน a
เป็นแนวรังสีแสงที่เรียกว่ารังสีสามัญ (ordinary ray, O-ray) แสงที่สั่นสะเทือนในแนวแกน c เป็น
แนวรังสีแสงที่เรียกว่ารังสีพิเศษ (extraordinary ray, E-ray) ทั้งสองรังสีมีความเร็วต่างกัน แนวท่ี
รงั สแี สงทง้ั สองผ่านไปโครงสรา้ งผลึกจึงมี n ต่างค่ากัน และเรียกชื่อตามแนวรังสีท้งั 2
ค่า n ของรงั สีสามญั เปน็ nO ส่วนคา่ n ของรงั สีพิเศษเปน็ nE ผลึกแอนไอโซทรอปิกทุก
ผลกึ จะมสี ัญลักษณท์ างแสง (optic sign) ดงั แสดงในรูปที่ 5.3

รูปที่ 5.3 สัญลักษณ์ทางแสงผลึกแกนแสงเดีย่ ว (a) แบบบวกและ (b) แบบลบ (Simões et al., 2018)
| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถ่ือน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 51

ผลกึ แกนแสงเด่ียวท่ีมี nE > nO เป็นผลึกแกนแสงเด่ียวแบบบวก (positive uniaxial) และ
ผลึกแกนแสงเดย่ี วท่ีมี nO > nE เปน็ ผลกึ แกนแสงเดยี่ วแบบลบ (negative uniaxial)

ในกรณีที่แสงผ่านผลึกไปในทิศทางที่ไมต่ ัง้ ฉากกับแกน c แสงจะแยกออกเป็น 2 รังสี และ
มีการหักเหสองทิศทางที่มีมมุ หักเหไม่เทา่ กัน โดยแนวรังสีสามัญยังคงมีการสั่นสะเทือนในแนวแกน
a รังสีสามัญจึงยังคงมีค่า n เป็น nO ส่วนรังสีพิเศษที่มีการสั่นสะเทือนในแนวแกน c จะมีทิศ
ทางการสั่นสะเทือนไม่ขนานกับแกน c ทำให้ค่า n เปลี่ยนไปเป็น nE', nE'', หรือ nE''', ... โดยที่ ค่า
nE จะเปลี่ยนไปตามมุมของการตกกระทบ และมีค่าอยู่ในช่วงระหว่าง nO กับ nE nE' จะน้อยกว่า
nE ในผลึกแกนแสงเด่ยี วแบบบวก และจะมากกวา่ nE ในผลกึ แกนแสงเด่ยี วแบบลบ

ถา้ แสงเดนิ ทางผา่ นผลกึ ไปตามแนวแกน c การสน่ั สะเทือนของคลนื่ แสง จะอยใู่ นแนวแกน
a เท่านั้น ทำให้ไม่เกิดการหักเหสองแนว การเดินทางของแสงแบบนี้จะเหมือนผ่านเข้าไปในวัตถุ
แบบไอโซทรอปิก แสงจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงทิศทางการสั่นสะเทือน ทิศทางนี้เรียกว่าแนวแกน
แสง (optic axis, O.A.) นนั่ คือแนวแกนแสงในผลกึ แบบแกนแสงเด่ียว มีแกนเดียวและอยใู่ นทิศทาง
ที่ขนานกบั แนวแกน c ของผลกึ

ความแตกต่างของค่า n สองค่าตามแนวโครงสร้างที่ต่างกัน (n1 - n2) ในผลึกแร่แอนไอโซ
ทรอปิก เรยี กว่าไบรีฟริงเจนซ์ (birefringence, B.F.) ในผลกึ แกนแสงเดย่ี ว B.F. ของผลึกมีได้หลาย
ค่า ขึน้ อย่กู ับทศิ ทางท่แี สงผา่ นเข้าไปในผลึก ไบรฟี ริงเจนซข์ องผลึกแกนแสงเดย่ี วจะมคี ่าได้ตา่ งกนั

กรณีท่ีแสงเดินทางผ่านผลึกในแนวตั้งฉากกบั c จะได้ maximum B.F. = nO - nE
กรณีท่ีแสงเดินทางผ่านผลกึ ในแนวไม่ตัง้ ฉากกับ c จะได้ partial B.F. = nO - nE'
กรณีทแี่ สงเดินทางผ่านผลึกในแนวขนานกับ c จะได้ B.F. = nO - nO = 0

ผลึกแกนแสงคู่เป็นผลึกที่เกิดในระบบออร์โทรอมบิก โมโนคลิกนิก และไทรคลินิก มีการ
จัดเรียงตัวต่างกัน 3 แนว ตามแนวแกนผลึก a b และ c แนวโพลารอยด์ในผลึกมี 3 แนว แต่อาจ
อยู่ตามแนวแกนผลึกหรือไม่อยู่ก็ได้ แต่ผลึกแกนแสงคู่ก็ยังคงกรองแสงที่ผ่านผลึก ให้เหลือการ
สั่นสะเทือนแค่ 2 ทิศทาง คล้ายกันกับผลึกแกนแสงเดี่ยว แนวโพลารอยด์ในผลึกแกนแสงคู่ เป็น
แนวโพลารอยด์ X Y และ Z แสงที่สั่นสะเทือนผ่านผลึกแกนแสงคู่ตามแนวโพลารอยด์ที่มีความเร็ว
ต่างกัน จะมีคา่ n ท่สี ัมพันธก์ ับความเร็วในแต่ละแนวเป็น nx ny และ nz (รปู ที่ 5.4)

แนวโพลารอยดท์ ีแ่ สงผ่านแลว้ มคี วามเร็วนอ้ ยสุด (Vmin, nmax) เป็นแนวโพลารอยด์ Z (nz)
แนวโพราลอยท์ ่แี สงผ่านแลว้ มีความเรว็ มากสดุ (Vmax, nmin) เป็นแนวโพลารอยด์ X (nx)

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

52 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

แนวโพลารอยด์ Y (ny) เป็นแนวที่แสงผ่านแลว้ มีความเรว็ ระหว่างแนวโพลารอยด์ Z และ X
และแนวโพลารอยด์ Y จะวางตัวในแนวตั้งฉากกับแกนแสงที่มี 2 แกน (O.A.1 และ O.A.2) แกน
แสงทั้งสองแกนจะวางตัวอยู่ในแนวระนาบ X-Z และมีมุมระหว่างกันเป็นมุม 2Vo ระนาบที่มีเส้น
แกนแสงทั้งสองแกนอยู่ด้วย (ระนาบ X-Z) เรียกอีกอย่างว่าระนาบแกนแสง (optic axis plane)
กรณที ีแ่ สงผา่ นไมต่ ั้งฉากกับแนวโพลารอยด์ จะแสดงค่า n เป็น nx' หรอื nz' แลว้ แตก่ รณี

รูปที่ 5.4 สัญลักษณ์ทางแสงผลึกแกนแสงคู่ (a) แบบบวก และ (b) ผลึกแบบลบ (ดัดแปลงจาก
Simões et al., 2018)

สัญลักษณ์ทางแสงของผลึกแบบแกนแสงคู่ กำหนดตามค่า nx ny และ nz ดังนี้
ผลกึ แกนแสงคู่ ny มคี า่ เข้าใกล้ nx มากกว่า nz เป็นผลึกแกนแสงคบู่ วก (positive biaxial)
ผลกึ แกนแสงคู่ ny มคี า่ เขา้ ใกล้ nz มากกว่า nx เป็นผลึกแกนแสงคู่ลบ (negative biaxial)
ไบรีฟรงิ เจนซ์ของผลกึ แกนแสงคจู่ ะมคี ่าได้ตา่ งกันดังนี้
แสงเดนิ ทางผ่านผลกึ ในแนว ตง้ั ฉากกับ X-Z จะได้ maximum B.F. =  nz - nx
แสงเดินทางผ่านผลกึ ในแนว ขนานกับแกนแสง จะได้ B.F. = ny - ny = 0
แสงเดินทางผ่านผลึกในแนวอื่นจะได้ partial B.F. ซึ่งมีค่าได้หลายแบบขึ้นอยูก่ ับทศิ ทางท่ี
แสงผ่านผลึก เทียบกับแนวโพลารอยด์ เช่น

B.F = nz - ny, B.F = ny - nx, B.F = nz' - nx'

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ หเ์ ถอ่ื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่ 53

5.2 สแี ทรกสอด (Interference Color)
สีแทรกสอดเป็นแสงสีที่เห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์โพลาไรซิง เมื่อสอดแอนเนอไลเซอร์

ขวางทางเดินแสงไว้ ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นกับผลึกแร่แอนไอโซโทรปิกเท่านั้น เมื่อหมุนผลึกบน
แท่นวางวัตถุครบรอบ (360o) ขณะที่ใส่แอนเนอไลเซอร์ ผลึกแร่แอนไอโซทรอปิกจะมืด
(extinction position/90o position) และสว่าง (interference color/45o position) อย่างละ 4
ครั้ง (รปู ที่ 5.5)

รปู ที่ 5.5 การมืด-สว่างของผลกึ แอนไอโซทรอปิกเม่ือหมุนผลกึ ขณะใส่แอนเนอไลเซอร์
ถ้าแสงโพลาไรซ์ที่ผ่านตัวอย่างขึ้นมาโดยมีการสั่นสะเทือนของแสงอยู่ในแนว โพลารอยด์

ของผลกึ แลว้ สอดแอนเอนไลเซอรเ์ ข้าไป แสงจะไม่ผา่ นขึน้ มา (มดื ) แสงท่ีผา่ นแนวโพลารอยด์ขึ้นมา
อาจเปน็ แนวรังสีท่เี คลื่อนทเี่ รว็ (fast ray, nf) หรือแนวรังสที ีเ่ คลื่อนท่ชี า้ (slow ray, ns) ค่า n ของ
ผลกึ ตามแนวรงั สเี คลอ่ื นท่ชี า้ จะมากกวา่ แนวรังสเี คลอื่ นทเ่ี ร็ว (ns > nf) ดังแสดงในรปู ท่ี 5.6

รปู ที่ 5.6 รงั สเี คลื่อนที่เร็วและช้าเมื่อแสงผ่านผลกึ แอนไอโซทรอปิก (ดดั แปลงจาก Nesse, 2003)

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงห์เถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

54 เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่

กรณีท่แี นวโพลารอยด์ของผลึกไม่ขนานกับแนวโพลาไรเซอร์ แสงโพราไลซจ์ ะแตกเวคเตอร์
แล้วเดินทางผ่านผลึกตามแนวโพลารอยด์ได้เป็น 2 รังสี รังสีเคลื่อนที่เร็ว และรังสีเคลื่อนที่ช้า เม่ือ
รงั สเี คลื่อนท่ชี า้ ขนึ้ มาถึงผวิ ผลึกดา้ นบน รังสีเคลือนทเ่ี ร็วจะพ้นผิวผลึกออกมาเป็นระยะทางหน่ึง ได้

ระยะทางการเคล่ือนทีร่ ะยะทางที่ต่างกัน (path difference, ) เมื่อรังสีเคลื่อนที่ช้าพน้ ผิวผลกึ ก็
จะเดินทางเขา้ ส่ตู วั กลางเดยี วกนั กบั รังสีเคลอื่ นท่เี ร็ว

ระยะทางทีแ่ ตกตา่ ง () ของทง้ั สองรงั สี สัมพนั ธก์ บั คา่ n ในแต่ละแนว (ns และ nf) ดังนี้

รงั สเี คลือ่ นทเ่ี ร็ว ไดร้ ะยะทาง sf = vft หรอื t = sf /vf

รังสีเคลื่อนทีช่ า้ ไดร้ ะยะทาง ss = vst หรอื t = ss /vs

ชว่ งที่ผ่านผลกึ ระยะทางคือความหนาของผลึก s =d

เมอ่ื รังสีเคล่อื นท่ีช้ามาถึงผิวผลกึ ดา้ นบน t = d/vs

ในเวลาเดียวกันรงั สีเคล่อื นทเี่ ร็วเคลอื่ นที่ได้ t = d/vf + /vair

ดงั น้ัน d/vs = d/vf + /vair

/vair = d/vs - d/vf

 / 1/nair = d (1/vs - 1/vf)

และถา้ v = 1/n *nair = d* (ns - nf)

และถ้า nair = 1  = d* B.F.

“ความหนาของผลกึ แร่ในแผ่นหนิ บางมาตรฐานเทา่ กบั 30 ไมโครเมตร หรอื 0.03 มลิ ลเิ มตร”

ระยะทางที่แตกต่างกันระหว่างรังสีเคลื่อนที่เร็วและรังสีเคลื่อนที่ช้า () จะทำให้เกิดการ
แทรกสอดแบบหกั ล้างหรือสง่ เสรมิ กนั ของคลื่นที่มีความยาวคล่นื เท่ากัน

ถ้าระยะทางที่แตกต่างมีขนาดเต็มจำนวนลูกคลื่นพอดี (n, เมื่อ n = จำนวนเต็มใดๆ)
รังสีทั้ง 2 จะหักล้างกัน ทำให้ไม่มีแสงผ่านแอนเนอไลเซอร์ขึ้นมา ถ้าระยะทางที่แตกต่างมีขนาดไม่
เท่ากับช่วงความยาวคลื่น รังสีทั้ง 2 จะแทรกสอดเสริมกันทำให้ผ่านแอนเนอไลเซอร์ขึ้นมาได้ และ
แสงสีมีความเข้ม (intensity) สูงสุดเมื่อระยะทางที่แตกต่าง มีค่าเท่ากับครึ่งลูกคลื่นใดใด (n +
/2, เม่อื n = จำนวนเต็มใดใด) ดงั แสดงในรูปท่ี 5.7

ระยะทางที่แตกต่างของแสงที่แทรกสอดผ่านแอนเนอไลเซอร์ขึ้นมาจะมีความสว่าง
(brightness) มากขึ้นเมื่อระยะทางที่แตกต่างมากขึ้น เรียกช่วงของความสว่างของแสงสีเป็นลำดับ
(order) เรียงไปตามช่วงของความยาวคลื่น ตามนุษย์จะเห็นสีถึงช่วงลำดับที่ 4 เท่านั้น ระยะทางท่ี

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ ห์เถือ่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 55

แตกตา่ งที่อยใู่ นช่วงลำดบั มากกวา่ น้ี จะทำใหค้ วามสวา่ งสงู มากจนตาเราแยกสีไม่ออก รวมเรียกแสง
สีทไ่ี ดเ้ ป็นสขี าวของลำดบั ทส่ี ูงกวา่ (white of higher order)

ถ้าแสงสีที่ผ่านผลึกเป็นแสงสีแดงที่มีความยาวคลื่น 760 นาโนเมตร (monochromatic
light) ระยะทางที่แตกต่างที่ทำให้มองเห็นสีแทรกสอดเป็นสีแดงเข้มสุดจะอยู่ที่ 380 1,140 1,900
และ 2,660 นาโนเมตร และความสว่างจะมากข้ึน หลังจากนั้นจะเหน็ เปน็ แสงขาว (รูปท่ี 5.7)

รูปที่ 5.7 ระยะทางที่แตกต่างของแสงที่แทรกสอดผ่านแอนเนอไลเซอร์ต่อความเข้มแสงที่ปรากฏ
เป็นช่วงของความสวา่ งของแสงสีเปน็ ลำดบั
5.3 แผนภูมมิ ิเชล-ลวี ี (Michael-Levy Chart)

แสงทใี่ ชศ้ ึกษาในกลอ้ งจุลทรรศนโ์ พลาไรซ์เปน็ แสงขาวที่มชี ่วงความยาวคล่ืน 380-760 นา
โนเมตร (polychromatic light) และจะถกู กรองเปน็ แสงโพลาไรซ์ เมือ่ แสงผา่ นผลึกแบบแอนไอโซ
ทรอปิกแล้วเกิดการแทรกสอดจะทำให้มีการแทรกสอดของแสงสีหลายสี ระยะทางที่แตกต่าง
ระหว่างรังสีเคลื่อนที่เร็วกับรังสีเคลื่อนที่ช้าจะทำให้เกิดการดับของบางคลื่นแสงเท่านั้น และความ
เข้มของแต่ละแสงสีที่แทรกสอดผ่านแอนเนอไลเซอร์จะไม่เท่ากัน เมื่อผสมแสงสีกันแล้ว ได้มีแบบ
ฉบบั ของสแี ทรกสอดเป็นไปตามแผนภมู ิมิเชล-ลวี ี (Michael - Levy chart) ดังแสดงในรูปที่ 5.8

สีแทรกสอดในแผนภูมิมเิ ชล-ลวี ี แสดงแสงสีจากถึงลำดับท่ี 1 ถงึ 4 ถา้ ระยะทางที่แตกต่าง
เกิดขึ้นมากกว่านี้ แสงสีที่เห็นจะเป็นแสงขาว หนึ่งลำดับของแผนภูมิจะอยู่ในช่วงความยาวคล่ืน
550 นาโนเมตร และแตล่ ะลำดบั จะจบด้วยสแี ดง สใี นแตล่ ะลำดับตามระยะทางท่ีแตกตา่ งมดี ังนี้

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ หเ์ ถื่อน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

56 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

ลำดับท่ี 1 จะเรม่ิ ตน้ ด้วยสีดำ เทา ขาว เหลือง แสด แดง
ลำดับที่ 2 จะเร่มิ ต้นด้วยสมี ่วง คราม นำ้ เงนิ เขยี ว เหลือง แสด แดง
ลำดับท่ี 3 จะเรม่ิ ต้นดว้ ยสมี ่วง คราม นำ้ เงนิ เขยี ว เหลอื ง แสด แดง แต่ชว่ งสีเขียวจะมาก
ลำดับที่ 4 จะเร่มิ ต้นด้วยสีม่วง คราม นำ้ เงนิ เขียว เหลอื ง แสด แดง แต่ชว่ งสแี ดงจะมาก
ลำดบั ท่ี > 5 สขี าวของลำดบั ท่ีสูงกว่า (white of higher order)
การแสดงสตี ามลำดับของแผนภมู ิมเิ ชล-ลีวี มีการแปรเปลี่ยนความหนา (ตามความสัมพันธ์
 = d* B.F.) ที่แสดงในแผนภูมิ โดยใหแ้ กน x เป็นความหนา (d) y เปน็ ระยะทางที่แตกต่าง ()
แล้ว B.F. คงที่ ก็ได้เส้นตรงแทนการสัมพันธ์ระหว่าง d และ  ที่มีค่าความชันต่างกันไปตาม B.F.
(รูปที่ 5.8)
การแปรเปลี่ยนความหนาในแผนภูมิ จะทำให้การกำหนดสีแทรกสอดของแร่ที่รู้ B.F. แล้ว
ทำได้ง่ายขึน้ แร่ที่มี B.F. ต่ำ จะแสดงสีแทรกสอดในลำดับที่ต่ำ แร่ที่มี B.F. สูงจะแสดงสีแทรกสอด
ในลำดับที่สูง และแร่ที่มี B.F. สูงมากจะแสดงสีแทรกสออดแบบสีขาวในลำดับที่สูงกว่า แร่แอนไอ
โซทรอปิกทุกชนิดจะมีแนวที่แสงผ่านแล้วเกิด B.F สุด และจะมีสีแทรกสอดในลำดับสูงสุด ที่ความ
หนาเดียวกนั

รูปท่ี 5.8 แผนภูมมิ เิ ชล-ลวี ี แสดงสีแทรกสอดท่ีเปล่ยี นตามความหนา ( = d* B.F.) โดยให้แกน x
เป็นความหนา (d) และ y เป็นระยะทางที่แตกต่าง () และ B.F. คงที่ (ดัดแปลงจาก
www.zeiss.com/microscopy)

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงห์เถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 57

5.4 สแี ทรกสอดผดิ ปกติ (Anomalous Interference Color)

สีแทรกสอดที่เกิดขึน้ ในบางแร่ อาจจะมีสีไม่สัมพันธ์กบั ระยะทางท่ีแตกต่าง ตามแผนภูมิมิ
เชล-ลีวี เนื่องจากคลื่นแสงสีผสมกันไม่ครบแสงสีตามที่ควรจะเป็น จะได้สีแทรกสอดที่ผิดปกติไป
จากแผนภูมิมิเชล-ลีวี เป็นสีแทรกสอดผิดปกติ (anomalous interference color/abnormal
interference color)

แรบ่ างชนดิ มกี ารดดู กลนื คลนื่ แสงในแตล่ ะแนวโพลารอยด์ทำให้แรม่ ีสี เม่อื มกี ารแทรกสอด
ของคล่นื แสงจะมีการผสมกันของแสงสีไม่ครบตามชว่ งแสงขาว ทำให้สขี องการแทรกสอดไม่เป็นไป
ตามแผนภูมมิ ิเชล-ลวี ี

แรบ่ างชนิดมคี ุณสมบตั ิเป็นสารไอโซทรอปกิ สำหรบั บางคลืน่ แสง และเปน็ สารแอนไอโซ
ทรอปกิ สำหรบั บางคลนื่ แสง เม่ือแสงผ่านผลกึ ขน้ึ มา แสงบางสว่ นจึงถกู กักไว้ด้วยแอนเนอไลเซอร์
ทำให้แสงสที ่ีผา่ นแอนนาไลเซอร์ขึ้นมาผสมกนั ไมค่ รบตามชว่ งแสงขาว ทำใหส้ ขี องการแทรกสอด
ไม่เปน็ ไปตามแผนภูมิมเิ ชล-ลวี ี

5.5 สแี ละการเปลี่ยนสี (Color and Dichroism/Pleochroism)

แนวโพลารอยด์ท่ีแสงขาวผ่านผลึกมาในแตล่ ะแนว มีโครงสรา้ งไมเ่ หมือนกนั คลื่นแสงขาว
อาจไม่ได้ผ่านผลึกมาทุกช่วงคลื่นแสง อาจการดูดกลืนแสงบางช่วงคลื่นแสง ทำให้เราเห็นแสงสีท่ี
เหลือผ่านผลึกมา ทำให้ผลึกมีสีต่างๆได้โครงสร้างผลึกแร่มีความแตกต่างกันใน 3 กลุ่ม กลุ่มไอโซ
ทรอปิก ผลึกแกนแสงเดี่ยว และผลกึ แกนแสงคู่

กลุ่มไอโซทรอปิกมีไม่มีความแตกต่างของโครงสร้าง แสงที่ผ่านผลึกมา จะผ่านโครงสร้าง
แบบเดียวกัน ถ้ามีการดูดกลืนแสงจะเหมือนกันทุกทิศทาง ดังนั้นวัตถุไอโซทรอปิกจะมีสีเดียว ไม่มี
การเปลี่ยนสี

ผลึกแกนแสงเดี่ยวมีโครงสร้างต่างกัน 2 ทิศทาง การดูดกลืนแสง อาจมีความแตกต่างกัน
ได้ 2 ทิศทาง ทำให้เห็นสขี องแรม่ กี ารเปลี่ยนสีได้ 2 สี (dichroism) เป็นสีตามแนว E และ O

ผลึกแกนแสงคูม่ ีโครงสร้างต่างกนั 3 ทิศทาง การดูดกลืนแสง อาจมีความแตกต่างกนั ได้ 3
ทิศทาง ทำให้เหน็ สีของแร่มีการเปลีย่ นสไี ด้ 3 สี (pleochroism) เปน็ สีตามแนว X Y และ Z

สีของแร่แต่ละชนิดจะเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัว ตามการจัดเรียงตัวของโครงสร้าง ที่เป็นไป
ตามสว่ นประกอบทางเคมี โครงสรา้ งของแร่ไมเ่ ปลี่ยนแปลง สีของแรก่ ็ไม่เปลย่ี นแปลง ดังน้ันแร่ท่ีมี
สีจะมสี ตู รการเปล่ยี นสี (pleochroic formular)

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

58 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

สูตรการเปลี่ยนสีของผลกึ แกนแสงเดีย่ ว เปลี่ยนสีไปตามแนวโพลารอยด์ แร่ที่มีสีจะบอกสี
ในแนว E และ O หรอื บอกระดบั ของการดดู กลืนว่า แนวไหนดดู กลนื มากกว่ากัน

ตวั อยา่ ง
ทัวรม์ าลีน (tourmaline) ตกผลกึ ในระบบเฮกซะโกนอล ทมี่ ี O > E (รูปที่ 5.9)
สตู รการเปล่ียนสี คือ E = light brown, O = brown หรอื E – weak, O – strong

รปู ท่ี 5.9 ภาพตัดขวางผลึกแสดงการเปล่ียนสขี องแรท่ ัวรม์ าลนี ในแนว E และ O
สูตรการเปลี่ยนสีของผลึกแกนแสงคู่ เปลี่ยนสีไปตามแนวโพลารอยด์ แร่ที่มีสีจะบอกสีใน
แนว X Y และ Z หรือบอกระดบั ของการดูดกลนื วา่ แนวไหนดดู กลนื มากกว่ากัน
ตัวอย่าง
ฮอรน์ เบลนด์ (hornblende) ตกผลกึ ในระบบโมโนคลนิ ิก ทีม่ ี Z > Y > X (รูปที่ 5.10)
สูตรการเปลย่ี นสี คอื X = yellow, Y = green Z = bluish green

รูปท่ี 5.10 ภาพตัดขวางผลกึ แสดงการเปลย่ี นสขี องแร่ฮอร์นเบลนด์ในแนว X แนว Y และแนว Z

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ หเ์ ถือ่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 59

5.6 ตำแหนง่ มืดและมุมมดื (Extinction Position and Extinction Angle)
ผลกึ แรแ่ อนไอโซทรอปิกท่ศี ึกษาภายใตก้ ล้องจลุ ทรรศนแ์ บบโพลาไรซงิ ในขั้นที่สอดแอน

เนอไลเซอร์ ผลึกจะแสดงสแี ทรกสอดทีต่ ำแหนง่ 45o (interference color position) และมดื ท่ี
ตำแหน่ง 90o (extinction position) สลบั ตำแหน่งกัน เม่ือหมุนแทน่ วางวัตถุ

แร่ท่ีมผี ลึกเปน็ แทง่ ยาว อาจมีแนวโพลารอยด์ขนานแนวยาว หรอื เอยี งออกจากแนวยาวก็
ได้ ข้นึ อยู่กบั ระบบผลกึ ผลกึ ทอ่ี ยู่ในระบบเททระโกนอล เฮกซะโกนอล และออร์โทรอมบิก จะมี
แนวโพลารอยด์ขนานกบั แกนผลึก a b และ c ผลึกทีอ่ ยู่ในระบบโมโนคลนิ กิ และไทรคลนิ กิ จะมี
แนวโพลารอยด์ทำมุมเอยี งออกไปจากแกนผลึก และเอียงออกไปเป็นมมุ เฉพาะตวั ของแต่ละแร่

กรณีของผลึกท่ีมีแนวโพลารอยด์ขนานแกนผลึก เมอื่ วางผลึกใหแ้ นวยาวอยใู่ นแนว n-s บน
แท่นวางวัตถุ (ขอบผลึกขนานกากบาทเส้นผม) แนวโพลารอยด์จะขนานกับการสะเทือนของโพลาไร
เซอร์ แลว้ สอดแอนเนอไลเซอร์ ผลกึ จะเปน็ ตำแหนง่ มืด การมดื ของผลึกแบบน้ีเรยี กว่ามืดขนาน
(parallel extinction) ผลกึ มีมมุ เอยี งในการมืดเปน็ ศนู ย์ (extinction angle = 0)

กรณีของผลึกที่มีแนวโพลารอยด์ทำมุมเอียงจากแกนผลึก เมื่อวางผลึกให้แนวยาวอยู่ใน
แนว N-S บนแท่นวางวัตถุ แล้วสอดแอนเนอไลเซอร์ ผลึกจะไม่มืด ถ้าจะให้อยู่ในตำแหน่งมืด
จะต้องหมุนให้แนวโพลารอยด์ของผลึกขนานการสัน่ สะเทือนของโพลาไรเซอร์ (เอียงขอบผลึกออก
จากแนว N-S) การมืดของผลกึ ของผลกึ แบบน้ีเรียกว่ามืดเอียง (incline extinction) และมุมท่ีเอียง
ไปเรียกว่ามุมมดื (extinction angle  0) มุมมืดเอยี งของผลึกสามารถเปลีย่ นแปลงไดต้ ามมุมมอง
หรือหนา้ ตัดทแี่ สงผ่านขึ้นมา (รปู ที่ 5.11)

OPx OPx

Pl Pl

รูปที่ 5.11 การมืดขนานของออร์โธไพรอกซีน (OPx) และการมืดเอียงของแพลจิโอเคลส (Pl)
ภายใต้กลอ้ งจุลทรรศน์ฯแบบแสงธรรมดา (ซา้ ย) และแสงโพลาไรซ์ (ขวา) ท่กี ำลงั ขยาย 100X

| ดร.วิมลทิพย์ สงิ ห์เถ่ือน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

60 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

5.7 การแฝด (Twinning)
ผลึกของแร่ชนิดเดียวกัน ที่เกิดร่วมกันโดยมีความสัมพันธ์กันทางโครงสร้าง เรียกว่าผลึก

แฝด (twinning) การแฝดมีหลายรูปแบบและเป็นรูปแบบเฉพาะตัวของแต่ละผลึกแร่ รูปแบบการ
แฝดที่แตกต่างกันอธิบายได้ด้วยระนาบการแฝด (twin plane) และแกนแฝด (twin axis) ระนาบ
การแฝดเป็นพนื้ ผิวระหวา่ งผลึกท่ีมาแฝดกัน แกนแฝดเปน็ แกนอ้างอิงทผี่ ลึกแฝดใช้ร่วมกนั เม่ือเทียบ
กับแกนผลึก การแฝดจึงสามารถแยกออกเปน็ กลมุ่ ได้ดงั น้ี

Simple twin เป็นการแฝดอย่างง่าย ที่มีผลึกมาแฝดกัน 2 ผลึก ผลึกแฝดอย่างง่ายที่มี
ระนาบการแฝดแบบเรียบเรียกว่าแฝดสัมผัส (contact twin) เช่น ฮอร์นเบลนด์ ไพรอกซีน ผลึก
แฝดอย่างง่ายที่มีระนาบการแฝดแบบไม่เรียบเรียกว่าแฝดแทรก (penetrate twin) เช่น ออร์โธ
เคลส สตอโรไลต์ (รูปที่ 5.12)

Multiple twin เปน็ การแฝดซำ้ ซ้อนที่มีผลกึ มาแฝดกันมากกว่า 2 ผลกึ ผลึกแฝดซ้ำซ้อนท่ี
มีระนาบการแฝดขนานกันเรียกว่าแฝดขนาน (parallel twin) เช่น แพลจิโอเคลส แคลไซต์ (รูปท่ี
5.12) ส่วนแฝดซ้ำซ้อนที่มีระนาบการแฝดไม่ขนานกันจะเกิดการแฝดที่เรียกว่าแฝดวง (cyclic
twin) เช่น รไู ทล์

ในผลึกแร่ที่มีการแทนที่กันของธาตุได้ (solid solution) อาจมีการแปรเปลี่ยน
ส่วนประกอบทางเคมีในผลึกเดียวกัน แยกออกเป็นโซน (zoning) และทำให้คุณสมบัติทางแสง
แปรเปลย่ี นตามสว่ นประกอบทางเคมีไปดว้ ย โซนทางเคมีจะสามารถเห็นได้ก่อนใส่ analyzer ในแร่
ที่มีสี เรียกว่าโซนสี (color zoning) ส่วนแร่ที่ไม่มีสี จะปรากฏลักษณะของโซนให้เห็นไดต้ ามความ
แตกตา่ งของสีแทรกสอด (รปู ที่ 5.13)

รูปท่ี 5.12 การแฝดขนานของแคลไซต์ (ซ้าย) และแฝดแทรกของออร์โธเคลส (ขวา) ภายใต้กล้อง
จลุ ทรรศนแ์ บบแสงโพลาไรซ์ที่กำลังขยาย 40X

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงหเ์ ถอื่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่ 61

รปู ที่ 5.13 โซนในผลึกแพลจิโอเคลสภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบแสงโพลาไรซ์ท่กี ำลงั ขยาย 100X
5.8 สัญลกั ษณต์ ามแนวยาวของผลึก (Sign of Elongation/Sign of Cleavage Trace)

ผลึกรูปแทง่ หรอื ผลกึ ทีแ่ สดงแนวแตกเรียบชดั เจน จะมีคา่ n ของโครงสร้างตามแนวแกนยาว
หรือตามแนวแตกเรียบ ที่แตกต่างกับ n ในแนวสั้นหรือที่ตั้งฉากกับแนวแตกเรียบ ค่า n ที่ต่างกัน
จะสมั พันธ์กับรงั สีเคลือ่ นทีเ่ รว็ และรังสเี คล่อื นที่ชา้ (fast ray-slow ray)

ถ้าผลึกมีโครงสร้างในแนวยาวทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของรังสีเป็นรังสีเคลื่อนที่เร็ว (nf < ns)
ค่า n ตามแนวยาวของผลึกมีค่าต่ำกว่า n ในแนวสั้น จัดเป็นผลึกที่มีสัญลักษณ์แนวยาวหรือตาม
แนวแตกเรียบแบบเรว็ (length fast, negative, (-))

ถ้าผลึกมีโครงสร้างในแนวยาวทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของรังสีเป็นรังสีเคลื่อนที่ช้า (ns > nf)
ค่า n ตามแนวยาวของผลึกมีค่าสูงกว่า n ในแนวสั้น จัดเป็นผลึกที่มีสัญลักษณ์แนวยาวหรือตาม
แนวแตกเรยี บแบบช้า (length slow, positive, (+))

การตรวจสอบสญั ลกั ษณ์ตามแนวยาวภายใต้กล้องจลุ ทรรศน์ ทำได้โดยวางแนวยาวของผลึก
ให้ขนานกับแนวรังสีเคล่ือนที่เร็วในอุปกรณ์เสริม (accessory plate) แล้วสอดอุปกรณ์เสริมเข้าไป
ถ้าระยะทางทแี่ ตกต่างเพิม่ ข้นึ ลำดับของสีแทรกสอดเพ่มิ ขน้ึ แนวยาวของผลึกเปน็ แบบเร็ว (length
fast, (-)) แตถ่ ้าระยะทางที่แตกต่างลดลง ลำดับของสีแทรกสอดลดลง แนวยาวของผลึกเป็นแบบช้า
(length slow, (+))

อปุ กรณเ์ ปลีย่ นความเรว็ คล่นื แสง (Accessory plate)
กลอ้ งจุลทรรศน์โพลาไรซ์มีอปุ กรณ์แผน่ แร่ท่ีขวางทางเดินของแสงอยู่ด้านบนเลนส์วัตถุ ก่อน
เข้าสู่แอนเนอไลเซอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำให้สีแทรกสอดเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการเพิ่มหรือลด
ขนาดของระยะทางที่แตกต่างของรังสีเคล่ือนท่เี ร็วและรังสีเคล่ือนที่ช้า อปุ กรณ์เสริมสำหรับเปล่ียน

| ดร.วิมลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถือ่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

62 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

ความเร็วคลนื่ แสง (accessory plate) มี 3 แบบ ไดแ้ ก่ แผน่ แรแ่ ร่ยิปซมั (gypsum plate) แผ่นแร่
ไมกา (mica plate) หรอื ลิ่มแรค่ วอตซ์ (quartz wedge) ดังแสดงในรปู ท่ี 5.14

การวางตัวของแผ่นแร่เหล่านี้จะวางให้แนวโพลารอยด์ในแนว NW-SE เป็นแนวที่แสงผ่าน
มาแล้วเป็นรังสีเคลื่อนที่เร็ว (fast component) และด้านที่ตั้งฉากกัน NE-SW เป็นแนวรังสี
เคลื่อนที่ช้า (slow component) เมื่อแสงโพลไรซ์ผ่านแร่เหล่านี้ขึ้นมาจะเกิดระยะทางที่แตกต่าง
() ดังแสดงในรูปท่ี 5.14

รูปที่ 5.14 อปุ กรณ์เปลยี่ นความเร็วคล่ืนแสงและความยาวคลนื่ แสงทส่ี ามารถเปลี่ยนแปลงได้
ยปิ ซัม มี  = 530 นาโนเมตร ประมาณ (1) ของแสงขาว ทำให้เกดิ สีแทรกสอด 1 ลำดบั
ไมกา มี  = 137 นาโนเมตร ประมาณ (1/4) ของแสงขาว ทำใหเ้ กดิ สแี ทรกสอด 1/4 ลำดับ
ควอตซ์ มคี วามหนาแปรเปล่ียน (รปู ลิม่ ) ทำให้  มีค่าเปลยี่ นตามไปไดถ้ งึ หลายลำดับ

การเพิ่มอุปกรณเ์ ปลี่ยนความเร็วคลื่นแสงเข้าไปจะทำใหเ้ กดิ การเปล่ียนแปลงของระยะทางท่ี
แตกต่าง จากผลของการเสริมหรอื หนว่ งจากระยะทางทแี่ ตกตา่ งของอปุ กรณเ์ สรมิ กบั ของแร่ท่ีศึกษา

ถ้าแนวรังสีเคลื่อนที่เร็วและรังสีเคลื่อนที่ช้าของอุปกรณ์เสริมและของแร่ที่ศึกษาอยู่ในแน ว
เดียวกัน ระยะทางที่แตกต่างจะเสริมกัน ทำให้ผลรวม  เพิ่มขึ้น ( = min + acc)
ตามชนดิ ของอปุ กรณเ์ สรมิ แต่ถา้ แนวรงั สีเคลือ่ นทีเ่ ร็วและรังสีเคลอ่ื นท่ชี า้ ของอปุ กรณเ์ สริมและของ

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 63

แร่ที่ศึกษาอยู่สลบั แนว ระยะทางที่แตกต่างจะหักล้างกัน ทำให้ผลรวม  ลดลง ( = min
- acc) ตามชนิดของอปุ กรณ์เสรมิ

การสอดอุปกรณ์เสริมเข้าไปจะทำให้สีแทรกสอดเปลี่ยนแปลงไป ตามระยะทางที่แตกต่าง
รวมใหม่ที่เกิดขึ้น สีแทรกสอดอาจมีลำดับเพิ่มขึ้นหรือลด การศึกษาลำดับที่เปลี่ยนไป ทำให้
เปรียบเทียบสแทรกสอดของแร่กับสีแทรกสอดในแผนภูมิมิเชล-ลีวี ได้ชัดเจนขึ้น และถ้าสีแทรก
สอดของแร่เป็นสีขาวลำดับที่สูงกว่า (white of higher order) เมื่อสอดอุปกรณ์เสริมนี้เข้าไป ตา
เราก็จะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์เสริมนี้จึงช่วยในการตรวจสอบลำดับของสีแทรกสอดได้
โดยใช้คกู่ บั แผนภูมมเิ ชล-ลีวี
5.9 ปฏิกิรยิ าทางแสงเมื่อโฟกสั ที่ระยะอนันต์ (Conoscopic Viewing)

การศึกษานี้มองปฏิกิริยาทางแสงผ่านแอนเนอไลเซอร์ ศึกษาเฉพาะปฏิกิริยาทางแสง ไม่
มองทีร่ ปู ร่างลักษณะของวัตถุ โดยโฟกัสไปทรี่ ะยะอนันต์ สำหรับวิธีการศกึ ษาสามารถทำได้ดงั นี้

o ใช้เลนสเ์ บอร์แทรนด์ (bertrand lens)
o ใช้กำลงั ขยายสูง (40x) เพอ่ื ให้วตั ถุชนดิ เดียวอยู่ในมุมมอง
o ใส่เลนส์รวมแสงใต้แท่นวางวัตถุ (substage condenser lens) เพิ่มเขา้ มาในทางเดิน

ของแสง เพ่ือเพมิ่ ความเข้มแสง และใหร้ ังสแี สงเดินทางเป็นรูปกรวย
ภาพที่เห็นจะเป็นปฏิกิริยาทางแสงที่แทรกสอดไปปรากฏที่ระยะอนันต์ ภาพที่เห็นเรียกวา่
ภาพแทรกสอด ในภาพจะประกอบด้วยแสงสีแทรกสอด และส่วนที่ไม่มีแสงได้แก่ไอโซไจรี
(isogyre) ดังรูปที่ 5.15

รูปท่ี 5.15 ภาพแทรกสอดของปฏิกริ ิยาทางแสงท่ีระยะอนันต์ท่ีแสดงแสงสแี ทรกสอดและไอโซไจรี

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงห์เถือ่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

64 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

5.9.1 ภาพแทรกสอดของผลึกแกนแสงเดีย่ ว (Uniaxial Interference Figure)
ผลึกแกนแสงเดี่ยวมีค่า n ตามแนวโพลารอยด์ที่ขนานแนวแกนผลึก a และ c เป็น nO และ

nE (หรือ nE') แสงโพลาไรซ์ที่ผ่านผลึกขึ้นมาตามแนวโพลารอยด์จะถูกกักด้วยแอนเนอไลเซอร์เกิด
เป็นแถบมืด (ไอโซไจรี) ถ้าการสั่นสะเทือนไม่ขนานกับแนวโพลารอยด์แสงจะแตกออกเป็น 2 รังสี
(fast ray, slow ray) แลว้ แทรกสอดผ่านแอนเนอไลเซอร์ขึน้ มาเปน็ สแี ทรกสอด (รูปที่ 5.16)

รปู ที่ 5.16 ภาพแทรกสอดของผลึกแกนแสงเดี่ยวทีแ่ กนแสงวางตวั ในลักษณะแตกต่างกัน (ดัดแปลง
จาก www.viva.pressbooks.pub/petrology/chapter/2-8-interference-figures/)

1) ภาพแทรกสอดแนวแกนแสง (optic axis figure)
กรณีที่แกนแสงวางตัวในแนวตั้งฉากกับแท่นวางวัตถุ ผลึกจะไม่มีค่าไบรีฟริงเจนซ์

(B.F. = 0) เมื่อมองภาพแบบสอดแอนเนอไลเซอร์จะไม่แสดงสีแทรกสอด เมื่อศึกษาแบบโค
โนสะโคปิกจะเกิดภาพการแทรกสอดแบบภาพแทรกสอดแนวแกนแสง ในภาพจะมีแกนแสง
อยบู่ รเิ วณตอนกลางของภาพ รังสแี สงทีผ่ า่ นมาจากเลนสร์ วมแสงใตแ้ ท่นวางวัตถุมีรังสีทำมุม
เอียงเป็นรูปกรวย และเป็นแสงแบบโพลาไรซ์ในแนว E-W สำหรับกรณีที่แสงที่ผ่านผลึก
ข้ึนมาจากด้านลา่ ง ผ่านแนวโพลารอยด์ของผลกึ จะมแี นวโพลารอยดอ์ ยใู่ นแนวรศั มี (radial)
และแนวล้อมรอบแกนแสง (tangent) เป็นมีแนวโพลารอยด์ E และ O ตามลำดับ แสง
โพลาไรซ์จากด้านล่างจึงผ่านผลึกขึ้นมาในแนวโพลารอยด์ E และ O ทำให้แนวการ
สน่ั สะเทอื นที่ผา่ นผลึก มที ั้งขนานกับแนวโพลารอยดแ์ ละไมข่ นานกับแนวโพลารอยด์

แนวรังสีที่สั่นสะเทือนขนานกับแนวโพลารอยด์จะมืดเมื่อสอดแอเนอไลเซอร์เข้าไป
ส่วนแนวรังสีที่ทำมุมกับแกนแสงไม่เท่ากันเมื่อสอดแอนเนอไลเซอร์ จะถูกทำให้แนว
สัน่ สะเทอื นของแสงท่ีไม่ขนานกบั แนวโพลารอยด์เกดิ สีแทรกสอด และมีระยะทางท่ีแตกต่าง
() ไม่เทา่ กนั เพ่ิมขึ้นจาก 0 บรเิ วณแกนผลกึ และมีมากข้นึ เมื่อออกห่างแกนแสง ทำให้เกิด
สแี ทรกสอดท่ีมลี ำดบั เพิ่มข้นึ จากกลางผลกึ ส่ขู อบผลกึ

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงห์เถ่อื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 65

ในการศกึ ษาผลกึ แกนแสงเด่ยี ว เม่ือมองจากด้านบนแกนแสงตั้งฉากกับแท่นวางวัตถุ
จะเห็นภาพแทรกสอดเป็นส่วนที่มืด แถบดำเป็นรูปกากบาทคือไอโซไจรี บริเวณจุดตัดของ
แถบดำเป็นตำแหน่งของแกนแสงหรือมีลาโทป (melatope) และส่วนที่มีสีแทรกสอด ถ้า
ผลกึ มีไบรีฟริงเจนซส์ ูง สีแทรกสอดจะปรากฏถึงลำดับท่สี ูง จงึ มองเห็นวงสีลอ้ มรอบแกนแสง
ท่ีเรียกว่าเส้นโค้งสมรงค์ (isochromatic curve) ไอโซไจรีจะมี 4 แนวล้อมรอบมีลาโทป
เหนือ-ใต้-ออก–ตก (รูปที่ 5.16) โดยแบ่งพื้นที่แสดงสีแทรกสอดออกเป็น 4 ส่วนวงกลม
(quadrants)

2) ภาพแทรกสอดแนวแกนแสงเอียง (off-center optic axis figure)

ผลึกที่มีแกนแสงเอียงจากแท่นวางวตั ถุจะมีสีแทรกสอดที่ตำแหนง่ 45o แต่ไม่เป็นสี
แทรกสอดลำดับสูงสุด (B.F.  maximum) ภาพแทรกสอดที่เกิดเมื่อศึกษาแบบโคโนสะ
โคปกิ ยงั คงมีแถบดำไอโซไจรี แตจ่ ะมมี ีลาโทปเอยี งจากศูนย์กลางกล้องออกไป ถา้ เอียงมากๆ
จะไม่เห็นมีลาโทปในภาพ เพราะตำแหน่งของแกนแสงย้ายออกไปอยูไ่ กลจากศูนย์กลางของ
กลอ้ ง และจะเห็นไอโซไจรแี ถบเดียว แถบของไอโซไจรมี ขี นาดใหญ่ข้นึ

การหมุนแท่นวางวัตถุ แกนแสงจะเคลื่อนที่ไปด้วย ไอโซไจรีจะเคลื่อนที่ตามการ
หมุน การเคลื่อที่ของไอโซไจรีจะทำให้หาตำแหน่งแกนแสงนอกพื้นที่ภาพได้ และบอกได้ไอ
โซไจรีที่เห็นเป็นแถบไอโซไจรีในแนวใด และคั่นอยู่ระหว่างสีแทรกสอดในส่วนวงกลมใด
(quadrant) ดงั รปู ที่ 5.16

3) ภาพแทรกสอดแนวแกนแสงนอน (flash figure)

เมื่อแกนแสงอยู่แนวนอนในตำแหน่ง 90o จะมองเห็นไอโซไจรีใหญ่ขึ้น แต่ความคม
เข้มของภาพจะจางลง และเมื่อหมุนผลึกไปเล็กน้อยไอโซไจรีจะแยกตัวออกและเคลื่อนที่ไป
ทางดา้ นปลายแกนแสงทงั้ สองดา้ น ถ้าหมนุ ไปท่ตี ำแหนง่ 45o จะเห็นเพียงสแี ทรกสอด

สีแทรกสอดในภาพจะมีสีแตกต่างกันจากระยะทางที่แตกต่างกัน จากมุมของรังสีที่
เอียงทำมุมกับแกนแสงไม่เท่ากัน ทำให้แต่ละรังสีแสงกำเนิดไบรีฟริงเจนซ์ที่ไม่เท่ากัน และ
ผ่านผลึกที่ระยะทางต่างกัน (ความหนาต่าง) ดังรูปที่ 5.16 รังสีที่ตรงขึ้นมามีไบรีฟริงเจนซ์
สงู สุด ส่วนรังสที เ่ี อยี งทำมุมกบั แกนแสงจะมีไบรีฟริงเจนซ์เท่าเดิมหรือลดลง แต่ผ่านผลึกที่มี
ความหนาเพิม่ ข้ึน ทำใหไ้ ด้เฉดสขี องการแทรกสอดไม่เหมอื นวงสแี บบเส้นโคง้ สมรงค์

สีแทรกสอดที่เกิดจากรังสีเอียงในแนวแกนแสงจะมีไบรีฟริงเจนซ์ต่ำลงทางด้าน
ปลายแกนแสง (สีแทรกสอดลดลงจากจุดศูนย์กลางออกด้านนอก) ส่วนสีแทรกสอดที่เกิด

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

66 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

จากรังสีเอียงในแนวตั้งฉากกับแกนแสงจะมีไบรีฟริงเจนซ์เท่าศูนย์กลาง แต่มีความหนา
เพิม่ ขึน้ (สแี ทรกสอดเพม่ิ ขน้ึ จากศนู ยก์ ลางออกด้านนอก)

4) การหาสัญลักษณท์ างแสงโดยอุปกรณเ์ ปล่ียนความเร็วคลื่นแสง

เมื่อเห็นสีแทรกสอดของแร่ จากการสอดแอนเอนไลเซอร์ อุปกรณ์เปลี่ยนความเร็ว
คลื่นแสงสามารถทำให้สีแทรกสอดเปลี่ยนแปลงได้ ในทางเพิ่มขึ้นหรือลดลงของระยะทางท่ี
แตกต่าง ขึ้นอยู่กับแนวรังสีคลื่นเคลื่อนที่เร็ว หรือแนวรังสีเคลื่อนที่ช้าในผลึกกับในอุปกรณ์
เปลี่ยนความเร็วคลื่นแสง อยู่ในแนวเดียวกันหรือไม่ ถ้าอยู่แนวเดียวกันจะเสริมกันให้
ระยะทางแตกต่างรวมเพิ่มขึ้น ถ้าต่างแนวกันจะทำให้ระยะทางที่แตกต่างลดลง การสอด
อปุ กรณ์เปลยี่ นความเรว็ คลืน่ แสง จะทำใหส้ แี ทรกสอดในแตล่ ะส่วนวงกลมเปลย่ี นแปลง

แผ่นยิปซัมจะทำให้มีการเปลี่ยนแปลงระยะทางที่แตกต่างเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 
หรอื มีสีแทรกสอดเปล่ียนแปลง 1 ลำดับ

แผ่นไมกาจะทำให้มีการเปลี่ยนแปลงระยะทางที่แตกต่างเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1/4 
หรอื มสี ีแทรกสอดเปล่ียนแปลง 1/4 ลำดับ

แผ่นควอตซ์รูปล่ิมจะทำให้มกี ารเปลี่ยนแปลงระยะทางที่แตกตา่ งค่อยๆเพ่ิมข้ึนหรือ
ลดลงจนถงึ หลาย  หรอื มสี แี ทรกสอดเปลยี่ นแปลงไปไดห้ ลายลำดับ

การตรวจสอบสัญลักษณ์ทางแสงในภาพแทรกสอดแบบภาพแนวแกนแสง สำหรับ
แร่ที่มีไบรีฟริงเจนซ์ตำ่ สามารถทำได้โดยสอดแผ่นยิปซัมและตรวจสอบการเปลี่ยนสีในแต่ละ
ส่วนวงกลม ถ้าส่วนที่ 1, 3 มีลำดับสีแทรกสอดเพิ่มขึ้น และส่วนที่ 2, 4 มีลำดับสีแทรกสอด
ลดลง แสดงถึงแนวรังสี E เป็นแนวรังสีเคลื่อนที่ช้า แนวรัวสี O เป็นแนวรังสีเคลื่อนที่เร็ว
กรณีนี้ nE > nO เป็นผลึกแกนแสงเดี่ยวแบบบวก และถ้าเกิดปรากฏการณ์ตรงข้ามจะเป็น
ผลกึ ที่มี nO > nE เป็นผลกึ แกนแสงเดีย่ วแบบลบ (รูปท่ี 5.17)

การตรวจสอบสัญลักษณ์ทางแสง ในภาพแทรกสอดแบบแนวแกนแสง สำหรับแร่ท่ี
มีไบรีฟริงเจนซ์สูง (เห็นวงสีเส้นโค้งสมรงค์) สามารถทำได้โดยสอดแผ่นไมกาและตรวจสอบ
การเคลื่อนที่ของวงแดงในแต่ละส่วนวงกลม ถ้าส่วนที่ 1, 3 มีการเคลื่อนที่ของวงแดงออก
นอกศูนย์กลางและเกิดจุดดำบริเวณที่ติดกับมีลาโทป และส่วน 2, 4 วงแสงมีการเคลื่อนท่ี
เข้าสู่ศูนย์กลางแสดงถึงแนวรังสี E เป็นแนวรังสีเคลื่อนที่ช้า แนวรัวสี O เป็นแนวรังสี
เคลื่อนที่เร็ว กรณีนี้ nE > nO เป็นผลึกแกนแสงเดี่ยวแบบบวก และถ้าเกิดปรากฏการณ์ตรง
ข้ามจะเปน็ ผลึกทมี่ ี nO > nE เปน็ ผลึกแกนแสงเดีย่ วแบบลบ

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถือ่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่ 67

การตรวจสอบสญั ลกั ษณ์ทางแสงจากภาพแทรกสอดแบบภาพแนวแกนแสงเอียง ซ่งึ
อาจเห็นไอโซไจรีเพียงข้างเดียว ให้ตรวจสอบส่วนที่เป็นสีแทรกสอดว่าเป็นส่วนของวงกลม
ส่วนใด แล้วตรวจสอบตามขั้นตอนเหมือนในภาพแทรกสอดแบบภาพแนวแกนแสง

รูปที่ 5.17 การหาสัญลักษณ์ทางแสงของผลึกแกนแสงเดี่ยวโดยอุปกรณ์เปลี่ยนความเร็วคลื่นแสง
(ดดั แปลงจาก www.studfile.net/preview/3571978/page:11)
5.9.2 ภาพแทรกสอดของผลึกแกนแสงคู่ (biaxial interference figure)

การเกิดการแทรกสอดในภาพแทรกสอดของผลึกแกนแสงคู่ จากรังสีรูปกรวย จะแตกต่าง
จากผลกึ แกนแสงเดี่ยว เน่อื งจากผลกึ แกนแสงคู่มแี กนแสงสองแกน ดังน้ันปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนจะ
เกิดขึ้นรอบแกนแสงทั้งคู่ และมีลักษณะของแถบสีแทรกสอดและไอโซไจรีที่แตกต่างจากในผลึก
แกนแสงเดยี่ ว ภาพท่เี หน็ มีไดห้ ลายแบบ ข้นึ อยู่กบั ทศิ ทางการวางตวั ของแสงทผ่ี า่ นผลกึ ขึ้นมา เทียบ
กับแนวส่วนประกอบเครื่องแสดงลักษณะทางแสง และภาพเมื่อผลึกวางในตำแหน่งมืด (90o) กับ
ตำแหนง่ ทผี่ ลกึ แสดงสีแทรกสอด (45o) จะตา่ งกัน (รปู ที่ 5.18)

รูปที่ 5.18 ภาพแทรกสอดของผลึกแกนแสงคู่ที่แกนแสงวางตัวในลักษณะแตกต่างกัน (ดัดแปลง
จาก www.viva.pressbooks.pub/petrology/chapter/2-8-interference-figures)

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ หเ์ ถื่อน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

68 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

1) ภาพแทรกสอดแนวแกนแบง่ ครงึ่ มมุ แหลม (acute bisectrix figure, Bxa figure)

ภาพแทรกสอดแนวแกนแบ่งครึ่งมุมแหลม เกิดจากการตัดผลึกในแนวตั้งฉาก กับ
แกนแบ่งคร่ึงมุมแหลม (Bxa) ตำแหน่งกลางภาพจะเป็นตำแหนง่ Bxa และมแี กนแบ่งคร่ึงมุม
ป้าน (Bxo) ตั้งฉากกับ Bxa ในแนวระนาบ มีตำแหน่งของแกนแสง (O.A) อยู่บนแนวเส้น
Bxo ห่างออกจาก Bxa ออกไปเท่าใดขึ้นอยู่กับมุมระหว่างแกนแสงทั้งสอง (2Vo) ถ้ามุม
ระหว่างแกนแสงแคบ ตำแหน่งแกนแสงจะปรากฏในภาพแทรกสอด ถ้ามุมกว้างตำแหน่ง
แกนแสงจะอยู่นอกพื้นที่ภาพแทรกสอดที่มองเห็น เมื่อหมุนผลึกตัวอย่าง แกนต่างๆ จะ
หมนุ และย้ายตำแหน่งไปด้วย ยกเว้นแกน Bxa จะหมุนอยูก่ ับที่

ภาพแทรกสอดท่ีเกิดขนึ้ ที่ตำแหน่ง 90o จะเกดิ ไอโซไจรวี างตวั แนว NS - EW ตัดกัน
เป็นมุมฉากทีต่ ำแหน่ง Bxa ไอโซไจรีด้านทีม่ ีแกนแสงอยู่ดว้ ยมขี นาดใหญ่กว่าดา้ นที่ไม่มีแกน
แสง ผลึกแร่ที่มีไบรีฟรงิ เจนซ์ต่ำจะมีสแี ทรกสอดสีเดียว ผลึกแร่ที่มีไบรีฟริงเจนซ์สงู จะแสดง
วงแสงสีที่ล้อมรอบแกนแสง จึงมี 2 วง เมื่อหมุนให้ผลึกอยู่ในตำแหน่ง 45o ไอโซไจรีจะแยก
ออกจากกัน ตามระยะหา่ งของแกนแสง (2Vo) และบิดออกเปน็ แนวโคง้ ลอ้ มแกนแสง ทั้งสอง
แกน จะหันแนวโค้งของไอโซไจรเี ขา้ หาตำแหนง่ Bxa

การประมาณค่ามมุ 2Vo ระหว่างแกนแสงทั้งสองแกน ทเ่ี ปน็ ค่าเฉพาะของผลึกแร่แต่
ละชนดิ ดูไดจ้ ากระยะห่างของไอโซไจรี เมื่อผลกึ แรว่ างตวั อยใู่ นตำแหน่ง 45o

ตำแหน่ง 45o มุม 2Vo แคบ (small 2Vo , 0-30o) ไอโซไจรีจะขยบั ออกห่างจาก Bxa ไม่มาก
ตำแหน่ง 45o มุม 2Vo ปานกลาง (medium 2Vo , 30-60o) ไอโซไจรีขยับออกห่างจาก Bxa
มากขึ้นแตย่ งั อยู่ในภาพท่มี องเห็น
ตำแหนง่ 45o มุม 2Vo กวา้ ง (large 2Vo , 0-30o) ไอโซไจรีขยบั ออกห่างจาก Bxa มาก และ
เคลอื่ นทอี่ อกจากภาพทีม่ องเห็น

off-center Bxa figure
ถ้าการตัดผลึก ไมต่ งั้ ฉากกบั แนวการวางตวั ของ Bxa ในภาพแทรกสอดจะมตี ำแหน่งของ
Bxa ไมอ่ ย่ทู ่ีศนู ยก์ ลางผลึก ผลกึ ยังคงแสดงปฏกิ ิรยิ าทางแสงเหมอื นกบั ภาพแทรกสอดแบบ

Bxa แตภ่ าพการแยกไอโซไจรีไม่สมมาตร เมอื่ เคลือ่ นที่เทยี บจากจุดศนู ย์กลางภาพ

2) ภาพแทรกสอดแนวแกนแสง (Optic axis figure, O.A figure)

ภาพแทรกสอดแนวแกนแสง ที่เกิดจากการตัดผลึกในแนวตั้งฉากกับแกนแสง แกน
ใดแกนหนึ่ง เป็นแนวตดั ท่ีไม่มีค่าไบรีฟรงิ เจนซ์ (B.F. = 0) ผลึกไม่แสดงสีแทรกสอดเมื่อสอด

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ หเ์ ถื่อน | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 69

แอนเนอไลเซอร์ เมื่อศึกษาแบบโคโนสโคปกิ จะมีตำแหน่งของแกนแสง (O.A) อยู่กลางภาพ
ในตำแหน่ง 90o โอโซไจรจี ะอยู่ในแนวตรงตามแนว N-S หรอื E-W ข้นึ อยู่กบั Bxa อยู่แนวใด
และในตำแหน่ง 45o ไอโซไจรีจะโค้งงอล้อมรอบแกนแสง และหันด้านนอกของแนวโค้งเข้า
หา Bxa (รปู ท่ี 5.18)

การโค้งของแนวไอโซไจรี ที่ตำแหน่ง 45o จะมีมุมการโค้งที่ไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับมุม
2Vo ระหว่างแกนแสงทั้งสอง มุม 2Vo แคบ มุมภายในไอโซไจรีที่โค้งจะมีค่าน้อย ได้เส้นโค้ง
งอมาก ถ้ามุม 2Vo กว้าง มุมภายในไอโซไจรีที่โค้งจะมีค่ามาก ได้เส้นแนวการโค้งงอน้อย
(เส้นไอโซไจรี ค่อนข้างตรง)

off-center optic axis figure
ถา้ ตดั ผลึกเอียงจากแนวแกนแสง ภาพแทรกสอดท่ีได้จะมตี ำแหน่งแกนแสง ไม่อยู่ตรง
ศูนยก์ ลางของภาพ การภาพท่ีไดจ้ ะเป็นภาพทเ่ี หน็ ไอโซไจรีแขนเดยี วทีม่ ีตำแหน่งแกนแสงไม่
อย่ตู รงกางภาพ เมื่อหมนุ แท่นวางวัตถุ ภาพอโซไจรจี ะเคล่ือนทีแ่ บบขวางคล้ายภาพแทรก

สอดแบบแนวแกนแสง

3) ภาพแทรกสอดแนวแกนแบง่ คร่งึ มมุ ปา้ น (obtuse bisectrix figure, Bxo figure)

ภาพแทรกสอดที่เกิดจาการตัดผลึกเสมือนตัดแกนแบ่งครึ่งมุมป้าน (Bxo) ของอินดิ
เคทริกซห์ รือแกนแบ่งครึ่งมุมป้านตั้งฉากกับแทน่ วางวัตถุ ผลึกแสดงสแี ทรกสอดในช่วงกลาง
(B.F. = nz - ny) แกนแสงทำมุมกบั แกนแบ่งคร่ึงมุมป้านมากกกว่า 45o ภาพนแี้ กนแสงจะอยู่
นอกภาพแทรกสอด เมื่อผลึกอยใู่ นตำแหนง่ 90o จะเหน็ ไอโซไจรคี ลา้ ยกบั ทีเ่ หน็ ในภาพแทรก
สอดแนวแกนแบ่งครึ่งมุมแหลม แต่มีขนาดกว้างกว่า และเมื่อหมุนแท่นวางวัตถุไป ไอโซไจรี
จะเคลอื่ นที่ออกไปหาแกนแสงด้านนอกภาพ และทีต่ ำแหน่ง 45o จะเห็นเฉพาะแถบของเส้น
โค้งสมรงค์ทอ่ี ้อมไปลอ้ มรอบแกนแสงท้ังสองด้าน (รปู ท่ี 5.18)

4) ภาพแทรกสอดแนวต้งั ฉากระนาบแกนแสง (optic normal figure, flash figure)

ภาพแทรกสอดแนวต้ังฉากกับระนาบแกนแสงหรือภาพแทรกสอดแบบแกนแสงราบ
ผลึกทแี่ สดงสีแทรกสอดสูงสุด (B.F. = nz - nx) จะใหภ้ าพไอโซไจรที ี่ใหญแ่ ละจางในตำแหน่ง
90o และเมื่อหมุนแท่นวางวัตถุไอโซไจรีจะเคลื่อนที่ออกจากกันและไปหาแกนแสงทั้งสอง
อย่างรวดเร็ว ที่ตำแหน่ง 45o จะเห็นเฉพาะสีแทรกสอด ซึ่งสีแทรกสอดจะสูงขึ้นออกไป
ทางด้านนอก (รูปที่ 5.18)

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

70 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

5) การหาสญั ลักษณท์ างแสงโดยอปุ กรณเ์ ปลี่ยนความเร็วคลืน่ แสง
ให้ทำการตรวจสอบแบบเดียวกันกับในผลึกแบบแกนแสงเดี่ยว โดยใช้อุปกรณ์

เปลี่ยนความเร็วคลื่นแสง (accessory plate) ทำการตรวจสอบโดยพิจารณาการเปลี่ยนสี
แทรกสอดเมื่อสอดอุปกรณ์ ในแต่ละส่วนวงกลม พิจารณาในพื้นที่ใต้โค้งของไอโซไจรีที่
ตำแหน่ง 45o (รูปที่ 5.19)

รูปที่ 5.19 การหาสัญลักษณ์ทางแสงของผลึกแกนแสงคู่โดยอุปกรณ์เปลี่ยนความเร็วคลื่นแสง
(ดดั แปลงจาก www.studfile.net/preview/3571978/page:11)
5.10 เครือ่ งแสดงลักษณะทางแสง (Indicatrix)

การอธิบายแนวค่าดัชนีหักเหของผลึก เมื่อแสงเดินทางผ่านผลึกในแนวต่างๆ จะใช้เครื่อง
แสดงลักษณะทางแสง (indicartrix) เครื่องแสดงลักษณะทางแสงจะเป็นทรงสามมิติท่ีมีรัศมีเป็นคา่
n แนวต่าง ๆ ของผลึก ผลึกที่มี n มีค่าเดียว เครื่องแสดงลักษณะทางแสงของผลึกนั้นจะเป็นทรง
กลม (sphere) ผลึกที่มี n หลายค่า เครื่องแสดงลักษณะทางแสงของผลึกจะเป็นทรงรี
(ellipsoid/spheroid) และทรงรีมีหลายแบบ เครื่องแสดงลักษณะทางแสงนี้จะวางตัวในผลึก
เทียบกับแนวแกนผลึกที่ไมเ่ หมือนกนั การอธิบายคา่ n ของผลึกเม่อื แสงผ่านผลึกในแนวหน้าตัดต่าง
ๆ เสมือนการตัดเครื่องแสดงลักษณะทางแสงผ่านจุดศูนย์กลาง และสามารถอธิบายค่า n ในแต่ละ
แนวไดด้ ว้ ยหนา้ ตัดของเครอื่ งแสดงลกั ษณะทางแสงเหล่าน้ี
5.10.1 เครือ่ งแสดงลักษณะทางแสงแบบไอโซทรอปิก (Isotropic indicatrix)

ผลึกหรือวัสดุแบบไอโซทรอปิกมีค่า n ในทุก ๆ แนวเหมือนกัน มีค่า n มีค่าเดียว เครื่อง
แสดงลักษณะทางแสงจะมีรัศมีเท่ากนั หมด ไดร้ ปู ทรงของเครื่องแสดงลักษณะทางแสงเป็นทรงกลม
ทรงกลมนี้จะสวมไปบนผลึก โดยมีจุดศูนย์กลางของเครื่องแสดงลักษณะทางแสงทับกับแนวจุด

| ดร.วิมลทิพย์ สงิ ห์เถ่อื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 71

ศนู ยก์ ลาง (a1 a2 a3) ของผลกึ เมอื่ ตัดผลกึ แนวไหน กจ็ ะเสมอื นตัดเครือ่ งแสดงลักษณะทางแสงแล้ว
ได้หน้าตัดเป็นวงกลม (รูปที่ 5.20) แสงที่สั่นสะเทือนในแนวรัศมีของเครื่องแสดงลักษณะทางแสงก็
จะทำให้ผลึกมีค่า n ตามแนวนั้น แสงที่ผ่านหน้าตัดเครื่องแสดงลักษณะทางแสงไอโซทรอปิก จะมี
ค่า n ค่าเดยี ว เหมือนกนั ทุกทาง

รูปที่ 5.20 เครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบไอโซทรอปิกมีค่า n ค่าเดียวที่เหมือนกนั ทุกแนว
5.10.2 เครอื่ งแสดงลกั ษณะทางแสงของผลกึ แกนแสงเด่ยี ว (Uniaxial indicatrix)

ผลึกแอนไอโซทรอปิก แบบผลึกแกนแสงเดี่ยว มีค่า n ของแต่ละแนวโครงสร้างไม่
เหมือนกัน ต่างกัน 2 แนวหลัก ตามแนวแกนผลึก a และ c มีค่า n ของผลึกแปรเปลี่ยนจาก nO,
nE', nE เครื่องแสดงลักษณะทางแสงจึงสร้างด้วยค่า n เหล่านี้ และกำหนดให้แนวแกนแสง (optic
axis) อยู่ในแนวเสน้ ผ่านศนู ย์กลางแนวต้งั

รูปทรงของเครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงเดย่ี ว จึงมีรัศมีของทรงกลมในแนวตั้ง
เป็น nE และแนวนอน ระนาบที่ตั้งฉากกับแกนแสงมีรัศมีเป็น nO มีรูปทรงสองแบบ ตามค่าความ
ต่างระหว่าง nE และ nO ผลึกแกนแสงเดี่ยวบวก (nE > nO) จะมีรูปร่างเป็นทรงกลมรีที่มีขั้วยาว
หรือแกนตั้งยาว (prolate spheroid) ผลึกแกนแสงเดี่ยวลบ (nO > nE) จะมีรูปร่างเป็นทรงกลมรี
ท่ีมีข้ัวสนั้ หรือแกนตั้งสัน้ (oblate spheroid) ดงั รูปท่ี 5.21

ภาคตดั ขวางผ่านจดุ ศูนยก์ ลางในแนวด่งิ (ขนานแกนแสง) ของเครอื่ งแสดงลกั ษณะทางแสง
จะเป็นวงรีที่มีรัศมีเป็น nE และ nO เป็นรัศมีสั้นสุดและยาวสุด เรียกว่าภาคตัดหลัก (principle
section) ภาคตัดขวางผา่ นจุดศูนยก์ ลางในแนวระนาบ (ตั้งฉากกับแกนแสง) จะเป็นวงกลมท่มี ีรัศมี
เป็น nO เท่ากัน เรียกว่าภาคตัดวงกลม (circular section) ภาคตัดขวางแนวอื่นจะเป็นวงรีทีม่ ีรัศมี
เป็น nE' และ nO เรยี กภาคตัดวงรี (ellipse section) ดังรูปที่ 5.22

| ดร.วิมลทิพย์ สงิ ห์เถอ่ื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

72 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

รปู ที่ 5.21 เครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงเดี่ยว

รปู ที่ 5.22 ภาคตัดแนวตา่ ง ๆ ของเครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงเดี่ยว
เครื่องแสดงลักษณะทางแสงของผลึกแกนแสงเดี่ยววางแนวแกนแสงทับแนวแกน c ของ
ผลึก เมื่อเทียบทิศทางการสั่นสะเทือนของคลื่นแสงที่ผ่านผลึก ก็จะเหมือนกับผ่านในเครื่องแสดง
ลักษณะทางแสงด้วย การตัดผลึกแล้วให้แสงผ่านในทิศทางที่ตั้งฉากกับหน้าตัดนั้น ก็อธิบายค่า n
และ B.F. ได้ตามแนวหนา้ ตัดในเครือ่ งแสดงลกั ษณะทางแสงและผลึกเหล่าน้ีมแี นวโพลารอยด์ขนาน
ขอบผลึกจึงแสดงการมดื แบบมดื ขนาน

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงหเ์ ถื่อน | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่ 73

5.10.3 เครอ่ื งแสดงลกั ษณะทางแสงของผลกึ แกนแสงคู่ (Biaxial indicatrix)
ผลึกแอนไอโซทรอปิกชนิดแกนแสงคู่มีแกนแสงสองแกนและมีแนวโพลารอยด์ตาม

โครงสรา้ งทต่ี า่ งกัน 3 ทิศทาง คือ X Y และ Z มีค่า n แต่ละแนวโพลารอยด์ตา่ งกนั เปน็ nx ny และ
nz ตามลำดับ ดังน้นั เครอ่ื งแสดงลักษณะทางแสงของผลกึ แกนแสงคูจ่ งึ มีรัศมีเป็นคา่ nx ny และ nz

เครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงคู่ วางให้แนว nz (สูงสุด) อยู่ในแนวตัง้ nx อยู่ใน
แนวนอน ny อยู่ในแนวตั้งฉากกับแกนแสง แกนแสงอยู่ในระนาบ XZ ระนาบนี้เรียกว่าระนาบแกน
แสง (optic axis plane, O.A.P) มมุ ระหว่างแกนแสงทง้ั คูเ่ รียกว่ามุม 2Vo (2V angle) แนว Z หรือ
X อาจเปน็ เส้นแบ่งคร่ึงมุมแหลมของมุมระหว่างแกนแสง (acute bisectrix, Bxa) หรอื เส้นแบ่งครึ่ง
มมุ ปา้ นของมุมระหว่างแกนแสง (obtuse bisectirx, Bxo) แนวรัศมที ่ีมคี า่ เป็น ny และตง้ั ฉากกับ
ระนาบแกนแสงเรียกว่า แนวตง้ั ฉากระนาบแกนแสง (optic normal) ผลึกแกนแสงค่แู บบบวกจะมี
Z = Bxa และ X = Bxo ผลกึ แบบแกนแสงคู่ลบจะมี X = Bxa และ Z = Bxo (รูปที่ 5.23)

รูปท่ี 5.23 เคร่ืองแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงคู่
ภาคตัดหลักของเครือ่ งแสดงลกั ษณะทางแสง ในผลึกแกนแสงคู่ คือภาคตัดที่มีรัศมีเป็นคา่
n สงู สดุ (nz) และค่า n ต่ำสดุ (nx) เปน็ ภาคตดั ทม่ี คี ่า B.F. สงู สดุ ภาคตัดวงกลม ตดั ต้ังฉากกับแกน
แสง มีค่า n ค่าเดียว (ny) เป็นภาคตัดที่มีค่า B.F. = 0 ภาคตัดอื่นจะมีค่า B.F. ระหว่าง 0 - สูงสุด
(รปู ที่ 4.7)
เครื่องแสดงลักษณะทางแสงแบบแกนแสงคู่ จะวางตัวในผลึก ในผลึกแต่ละระบบต่างกัน
โดยมีการวางแนวโพลารอยด์ X Y และ Z เทียบกบั แกนผลึกในแต่ระบบผลึกดังน้ี
ผลึกระบบออรโ์ ทรอมบิก มีแนวแกนผลึกต้ังฉากกันทั้งสามแกน แนวโพลารอยด์ X Y หรือ
Z อาจวางอยู่ในแนวทับแกนผลึก a b หรือ c แนวแกนใดแกนหนึ่งอาจจะเป็น X Y หรือ Z แกน
ผลึกทเ่ี หลอื จะเปน็ แนวโพลารอยด์ทเ่ี หลอื ผลึกระบบน้ีมแี นวโพลารอยดข์ นานกบั ขอบผลึก จงึ แสดง
การมดื แบบมดื ขนาน (parallel extinction)

| ดร.วิมลทพิ ย์ สงิ ห์เถือ่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

74 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

ผลึกระบบโมโนคลินิก เป็นผลึกระบบหนึ่งแกนเอียง มีแนวแกนผลึก a เอียงมาจากแกน c
ไม่เท่ากับ 90o (  90o) ผลึกระบบโมโนคลิกนิกมักมีแนวโพลารอยด์ Y ทับอยู่ในแนวแกนผลึก
b และแนวระนาบแกนแสง (optic axis plane = xz-plane) อยู่ในแนวระนาบแกนผลึก a-c (ac-
plane) โดยแนวโพลารอยด์ X และ Z ไมข่ นานกบั แกนผลึก a และ c ผลึกระบบนีม้ แี นวโพลารอยด์
ไมข่ นานกับขอบผลกึ ทำให้แสดงการมดื แบบเอยี ง (inclined extinction)

ผลึกระบบไทรคลินิก เป็นผลึกที่มีแนวแกนผลึกทั้งสามแกนไม่ตั้งฉากกัน (     
 90o) ผลึกในระบบนี้ มีแนวโพลารอยด์ X Y และ Z ที่วางตัวไม่ทับกับแนวแกนผลึกใดๆเลย ไม่
ขนานกับขอบผลกึ ทำให้แสดงการมดื แบบเอยี ง

คำถามท้ายบท

1. จงอธิบายการเกิดสีแทรกสอดของแร่และวิธีการศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ฯ มา
โดยสังเขป

2. จงอธบิ ายสูตรการเปลย่ี นสีของไบโอไทตแ์ ละลกั ษณะปรากฏภายใต้กล้องจลุ ทรรศนฯ์
3. ลักษณะการมืดและการแผดของแร่แตกต่างกันอย่างไร สามารถใช้จำแนกแร่ภายใต้กล้อง

จุลทรรศนฯ์ ได้อยา่ งไรบ้าง
4. จงอธิบายประโยชน์ของอปุ กรณ์เสริมประเภทยปิ ซ่ัมท่ีมีผลต่อการศึกษาคุณสมบัติทางแสง

ของแร่ภายใต้กลอ้ งจุลทรรศน์ฯ
5. จงแสดงสัญลักษณ์ทางแสงของผลึกไอโซทรอปิกและผลึกแอนไอโซทรอปิกทั้งแบบบวก

และแบบลบ
6. จงอธิบายวธิ กี ารจำแนกควอตซแ์ ละอะพาไทตภ์ ายใตก้ ล้องดว้ ยปฏิกิรยิ าแสงท่รี ะยะอนันต์

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงห์เถื่อน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 75

“

กลุ่มแร่ซิลิเกต (Silicate mineral) เป็นกลุ่มแร่ที่มีมากมายหลายชนิดและมีปริมาณมากถึง
90% ของจำนวนแร่ทั้งหมดที่พบบนเปลือกโลก ธาตุที่เกิดในกลุ่มซิลิเกตมีถึง 1 ใน 3 ของธาตุ
ตา่ ง ๆ ท่ีพบในโลกนี้ ชนดิ ของแรซ่ ลิ ิเกตทส่ี ำคัญและมมี ากทส่ี ุดมี 2 ชนดิ คือ กล่มุ แรเ่ ฟลด์สปาร์
(feldspars) มีถึง 60% และควอตซ์มีถึง 12% ของปริมาณแร่ซิลิเกตทั้งหมด อนุมูลของกลุ่ม
แรซ่ ลิ ิเกตประกอบด้วยธาตุซลิ ิกอน (Si) และออกซิเจน (O2) จบั ตัวกันเป็นรูปสามเหล่ียมสี่หน้า
ทีเ่ รยี กนั ว่า ซิลิกอน-ออกซเิ จน เตตระฮีดรอน (silicon-oxygen tetrahedron)

เหตุผลท่ีพบแรซ่ ลิ ิเกตมากเพราะธาตุซลิ ิกอนและธาตุออกซเิ จนเป็นธาตุท่ีมปี ริมาณมาก
กระจัดกระจายไปทั่วเปลือกโลก คือมี ธาตุออกซิเจน 47% ธาตุซิลิกอน 28% และธาตุ
อะลมู เิ นียม 8% เม่ือเทียบกบั ปริมาณธาตุอน่ื บนเปลือกโลก แต่ถึงจะพบปริมาณซิลิเกตมาก แต่
ก็มีเพียงไม่กี่ธาตุท่ีเกิดร่วมกับอนุมูลซิลิเกต ที่พบมากได้แก่ ธาตุโพแทสเซียม (K) และธาตุ
โซเดียม (Na) หรอื อาจกล่าวได้วา่ แร่ซิลิเกตเปน็ แร่ประกอบหนิ (rock-forming minerals) ที่
เปน็ สว่ นประกอบของแข็งสำคัญของโลก

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

76 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 77

“

บทท่ี 6 แร่นโี ซซลิ ิเกต

Chapter 6 Nesosilicates

| ดร.วิมลทิพย์ สงิ หเ์ ถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

78 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่ 79

บทท่ี 6 แร่นีโซซิลิเกต

กลุ่มนีโซซิลิเกต (Nesosilicates group) หรือออร์โทซิลิเกต (Orthosilicates group) มี
โครงสร้างง่ายที่สุดในบรรดากลุ่มแร่ซิลเิ กต ประกอบด้วยโมเลกุลของซิลิกอนเตตระฮีดรอน (Silica
tetrahedron) เพียงตัวเดียว อัตราส่วน Si:O = 1:4 แต่ละโมเลกุลซิลิกอนเตตระฮีดรอนจะเหลือ
ประจุ 4 ประจุสำหรบั เกาะกับไอออนบวกอ่ืน เช่น Fe Mg Mn Ca และ Al ด้วยพันธะไอออนิก โดย
ไม่ต้องใช้ออกซิเจนเป็นตัวเชื่อมประสาน การอัดตัวในโครงสร้างของอะตอมค่อนข้างแน่น จึงทำให้
ความถ่วงจำเพาะของแร่หมู่นี้ค่อนข้างสูง เนื่องจากซิลิกอนเตตระฮีดรอนเป็นอิสระต่อกันไม่มีการ
เชื่อมต่อเป็นแนวหรือแผ่น จึงพบว่าแร่หมู่นี้ไม่แสดงแนวแตกเรียบที่ชัดเจน รูปผลึกมีขนาดเท่ากัน
ทกุ ทิศทาง มีการแทนที่ของ Al ใน Si ค่อนขา้ งตำ่ ตวั อยา่ งของแร่ในกลุ่มนีโซซิลิเกตทส่ี ำคญั ได้แก่

1) กลมุ่ โอลิวนี (Olivine) มีสตู รโมเลกุลเปน็ (Mg,Fe)2 SiO4 ประกอบดว้ ยแรท่ ่ีสำคญั ได้แก่
o ฟอสเตอไรต์ (Forsterite) - Mg2SiO4
o เฟยาไลต์ (Fayalite) - Fe2SiO4

2) กลุ่มการเ์ นต (Garnet) มีสูตรโมเลกุลเปน็ X3Y2(SiO4)3
โดยท่ี X อาจจะเป็น Fe, Ca, Mg, Mn และ Y อาจจะเปน็ Al Fe Cr แบง่ เปน็ 2 กลุม่ ได้แก่

o แรก่ ารเ์ นตกลมุ่ ไพราลสไพต์ (pyralspite group) ประกอบด้วย
ไพโรป (Pyrope) - Mg3Al2(SiO4)3
แอลแมนดนี (Almandine) - Fe3Al2(SiO4)3
สเปสซารท์ ีน (Spessartine) - Mn3Al2(SiO4)3

o แรก่ ารเ์ นตกลมุ่ อแู กรนไดต์ (ugrandite group) ประกอบด้วย
อวู าโรไวต์ (Uvarovite) - Ca3Cr2(SiO4)3
กรอสซูลาร์ (Grossular) - Ca3Al2(SiO4)3
แอนดราไดต์ (Andradite) - Ca3Fe2(SiO4)3

3) กลมุ่ อะลมู โิ นซลิ เิ กต (Alumino-silicate) ไดแ้ ก่ ซิลมิ าไนต์ (Silimanite) ไคยาไนต์ (Kyanite)
และแอนดาลไู ซต์ (Andalusite) ทเี่ ป็นพหุผลึก (polymorph) แต่มีสตู รเคมี Al2SiO5 เหมือนกนั

4) สตอโรไลต์ (Staurolite) - Fe,Mg,Zn)2Al9(Si,Al)4O20(OH)4
5) ไททาไนต์ (Titanite) - CaTiSiO5
6) โทแพซ (Topaz) - Al2SiO4(F,OH)2
7) เซอรค์ อน (Zircon) - ZrSiO4

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงหเ์ ถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

80 เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่

6.1 กลุ่มโอลิวนี (Olivine)
โอลิวีนเป็นแร่ในระบบสามแกนต่าง (Orthorhombic system) รูปผลึกทั่วไปมักผสม

ระหว่างฟอร์มของปริซึม 3 ฟอร์ม พีนาคอยด์ (pinacoid) 3 ฟอร์ม และพีระมิดคู่ (dipyramid) 1
ฟอรม์ ผลึกมกั แบนราบขนานตามแนว {100} หรือ {010} คุณสมบตั ทิ างเคมีท่วั ไปประกอบด้วยธาตุ
แมกนีเซียมและเหล็กทแ่ี ทนที่กันได้กับซลิ ิกอนเตตระฮดี รอน (Mg, Fe)2SiO4 เปน็ ผลกึ ผสมเน้ือเดียว
อย่างสมบูรณ์ อยู่ระหว่างแร่ฟอร์สเทอร์ไรต์ (Forsterite : Mg2SiO4) และเฟยาไลต์ (Fayalite:
Fe2SiO4) ภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกันดังรูปที่ 6.1 และสามารถเขียนเป็นสัดส่วนของของฟอร์ส
เทอร์ไรต์ (Fo) และเฟยาไลต์ (Fa) ได้ เช่น Fo70Fa30 ส่วนใหญ่พบโอลิวีนที่มีปริมาณของ Mg
มากกวา่ Fe2+ จึงทำใหส้ ูตรของฟอรส์ เทอร์ไรต์มปี ริมาณมากกว่าเฟยาไลต์ โดยมกั พบเป็นเม็ดฝังตัว
อย่ใู นหนิ หรอื เกาะกันเป็นกลุม่ ก้อน (massive)

รูปท่ี 6.1 แผนภาพแสดงการตกผลกึ ของโอลวิ นี ที่อุณหภมู ิต่างกัน (Deer et al., 1992)
โอลวิ ีนสามารถจำแนกได้จากสัดสว่ นของแมกนีเซียมและเหล็ก โดยใชส้ มการ Fo-content

= Fo/(Fo+Fa) x 100 น่ันคอื Fo-content = Mg/(Mg+Fe) x 100 จำแนกไดเ้ ปน็ 5 ชนดิ ได้แก่
Fo-content 70-90% --> Chrisotile
Fo-content 50-70% --> Hyalosiderite
Fo-content 30-50% --> Hotonolite
Fo-content 10-30% --> Ferro-Hotonolite
Fo-content 0-10% --> Fayalite

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถอื่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 81

โอลิวีนมีความถ่วงจำเพาะ (S.G.) ระหว่าง 3.27 ถึง 3.37 โดยความถ่วงจำเพาะจะเพิ่มขึ้น
ตามปริมาณของ Fe2+ โอลิวีนแสดงสีเขียวอมเหลืองอ่อนจนถึงเขียวมะกอก (รูปที่ 6.2) ประกาย
คล้ายแก้วในลักษณะโปร่งใสถึงโปร่งแสง มีความแข็งอยู่ในระดับ 6.5-7 ตามมาตราส่วนความแข็ง
ของโมห์ และมีรอยแตกคล้ายฝาหอย

รูปท่ี 6.2 ผลกึ โอลิวนี และภาพถ่ายโอลวิ ีนในหินบะซอลต์ภายใต้กล้องจลุ ทรรศน์ฯทกี่ ำลงั ขยาย 40X
(ดัดแปลงจาก microckscopic.ro/minerals/silicates/nesosilicates/olivine-thin-section)

โอลีวีนเป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให้เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต้กล้อง
จุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา (รูปที่ 6.2) ไม่ปรากฏสีและแนวแตกเรียบ แต่แสดงการแตกแบบฝา
หอยและมักเกิดลักษณะเปน็ เม็ด (รูปท่ี 6.2) โอลวี นี มผี ลกึ เป็นแกนแสงคู่แบบบวกและลบที่มีระนาบ
แสงแบบ (001) มีค่าดัชนหี ักเหของแสง 3 คา่ ตามแนวแกนต่าง ๆ ได้แก่

คา่ ดัชนีหักเหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.636-1.827
คา่ ดัชนหี กั เหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.651-1.869
คา่ ดัชนีหักเหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.669-1.879
โอลิวีนมีค่าไบรีฟริงเจนซ์ (B.F.) อยู่ในช่วง 0.033 ถึง 0.052 จึงทำให้เห็นสีแทรกสอดใน
ลำดับที่ 2 ถงึ 3 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี (รูปที่ 6.2) แสดงการมดื แบบขนาด มสี ญั ลกั ษณแ์ นวยาวแบบ
เร็วและแบบชา้ มมุ ระหวา่ งแกนแสง (2V) มขี นาดกว้างอยรู่ ะหว่าง 46 องศา ถงึ 98 องศา
โอลิวีนเป็นแร่ประกอบหินที่พบมากในหินอัคนีสีเข้ม (mafic rock) หรือหินอัคนีท่ี
ประกอบด้วย Mg และ Fe เป็นส่วนใหญ่ เช่น แกบโบร และบะซอลต์ อกี ท้งั ยังเป็นแรห่ ลกั ในหินอัล
ตราเมฟิก (ultramafic rock) หรือหินอัคนีที่มีปริมาณซิลิกาต่ำกว่า 45% มี MgO มากกว่า 18%
เช่น ดันไนต์ และเพอร์ริโดไทต์ นอกจากนี้ยังสามารถพบในหินแปรแบบสัมผัสชนิดแคลก์ซิลิเกต
(calc-silicate) ท่มี ีความร้อนสงู และระบบท่ีไมม่ นี ้ำ
โอลิวีนสีแดงมีการแปรเปลี่ยนไปเป็นอิดดิงไซต์/ คลอโรฟีไอต์ที่ประกอบด้วยแร่สเมกไตต์
คลอไรต์ เกอไธต์ และฮีมาไทต์ ในขณะที่โอลิวีนสีเขียวมีการแปรเปลี่ยนเป็นโบลิงไกต์ท่ี

| ดร.วิมลทพิ ย์ สงิ หเ์ ถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

82 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

ประกอบด้วยแร่สเมกไตต์ คลอไรต์ และเซอเพนทีน หรือเกิดกระบวนการกล้ายเป็นแร่เซอเพนทีน
(serpentinization) ทั้งหมด แหล่งแร่ที่สำคัญ เช่น สหรัฐอเมริกา นอร์เวย์ เยอรมนี พม่า รัสเซีย
และนิวซีแลนด์ สำหรับในประเทศไทย พบที่ แพร่ กาญจนบุรี ตราด ลำปาง ศรีษะเกษ และ
อุบลราชธานี นอกจากนี้โอลิวีนที่มีปริมาณของแมกนีเซียมมากยังพบได้ในดาวอังคาร และดวง
จันทร์ได้อีกด้วย โอลิวีนสีเขียวและโปร่งใสสามารถนำมาทำเป็นอัญมณี เรียกว่า เพอริดอต
(Peridot) นอกจากนี้ยังใช้ทำเป็นทรายทนไฟในงานอุตสาหกรรมหล่อและอิฐทนไฟ รวมทั้งเป็น
สนิ แรแ่ มกนเี ซยี มและใช้เป็นฟลกั ซ์ในอตุ สาหกรรมเหล็กกล้า
6.2 กลุ่มการ์เนต (garnet)

การ์เน็ตเป็นแร่ในระบบสามแกนเท่า (Isometric system) ฟอร์มผลึกสามัญที่พบคือทรง
สิบสองหน้า (dodecahedron) และ เทรปโซฮีดรอน (trapezohedron) ส่วนฟอร์มอื่นพบน้อย
มาก การ์เน็ตมักพบเป็นผลึกท่ีเด่นชดั หรือเกิดเป็นเม็ดกลมทั้งแบบละเอียดและหยาบ เกาะตัวเป็น
กลุ่มก้อน และมหี ลากหลายสี (รูปท่ี 6.3)

รปู ท่ี 6.3 ผลึกการ์เนต็ แบบสมบูรณ์และภาพถ่ายการ์เน็ตในหินไนสภ์ ายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบแสง
โพลาไรซ์ที่กำลังขยาย 40X

คณุ สมบตั ทิ างเคมีท่วั ไปประกอบด้วยธาตุทแี่ ทนที่กนั ได้หลายตวั ในตำแหน่ง A สามอะตอม
(Ca, Mg, Fe2+ หรอื Mn2+) และตำแหนง่ B สองอะตอม (Al, Fe3+, Cr3+) กับซิลกิ อนเตตระฮีดรอน
สามชุด A3B2(SiO4)3 ทำให้การ์เน็ตสามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มหลัก ได้แก่ ไพรอลสไปต์
(Pyralspite) และอูแกรนไดต์ (Ugrandite)
1) ไพรอลสไปต์ ไดแ้ ก่ ไพโรป แอลแมนดนี และสเปซาร์ทีน

o ไพโรป (Pyrope) - Mg3Al2(SiO4)3 แต่บางครั้งอาจพบ Ca2+ และ Fe2+ ปนอยู่ด้วย มีสี
แดงเข้มถึงเกือบดำ (dark red to near black) โปร่งใส ความถว่ งจำเพาะเทา่ กบั 3.78

o แอลแมนดีน (Almandine) - Fe3Al2(SiO4)3 อาจมี Fe2+ เข้ามาแทนที่ Al และ Mg อาจ
เขา้ แทนที่ Fe3+ ได้ มสี แี ดงเขม้ แดงอมน้ำตาล โปร่งใส ความถว่ งจำเพาะเท่ากับ 3.84

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ ห์เถ่ือน | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวิทยาแร่ 83

o สเปซาร์ทีน (Spessartine) - Mn3Al2(SiO4)3 สีส้มอมเหลือง ถึงส้มอมแดง มีสีคล้ายคลึง
กบั Hessonite โปร่งใส ความถว่ งจำเพาะเท่ากับ 4.05

2) อูแกรนไดต์ ได้แก่ กรอสซลู าไรต์ แอนดราไดต์ และอวู าโรไวต์

o กรอสซลู าไรต์ (Grossularite) - Ca3Al2(SiO4)3 ชนดิ ทีเ่ ป็นอัญมณี เรียกวา่ Hessonite สี
เหลือง-ส้ม สม้ อมแดง ถึง สม้ -นำ้ ตาล ความถว่ งจำเพาะเทา่ กับ 3.61

o แอนดราไดต์ (Andradite) - Ca3Fe2(SiO4)3 เป็นการ์เนตที่พบมาก โดย Al แทนที่ Fe3+
แร่มีสีเหลือง เขียว น้ำตาล ดำ อัญมณีที่มีสีเขียวถึงเขียวอมเหลือง เรียกว่า ดีมานทอยด์
(Demantoid) มีสีเขยี วสวยงาม ประกายคล้ายเพชร ความถ่วงจำเพาะเทา่ กับ 3.85

o อูวาโรไวต์ (Uvarovite) - Ca3Cr2(SiO4)3 มีสีเขียวมรกต ประกายดี แต่ไม่ค่อยพบใน
ตลาดอญั มณี เน่ืองจากมขี นาดเล็ก เจียระไนยาก ความถ่วงจำเพาะเท่ากบั 3.7 – 3.8

การ์เน็ตมีความถ่วงจำเพาะ (S.G.) ระหว่าง 3.7 ถึง 4.05 มีสีที่หลากหลาย ส่วนใหญ่พบสี
แดง น้ำตาล เหลือง ไม่มีสี เขียว ดำ โดยความถ่วงจำเพาะและสีที่ปรากฎขึ้นอยู่กับธาตุประกอบ
ประกายคล้ายแก้วถึงยางสนในลักษณะโปร่งใสถึงโปร่งแสง มีความแข็งอยู่ในระดับ 6.5-7.5 ตาม
มาตราส่วนความแข็งของโมห์ และมีรอยแตกคล้ายฝาหอยถึงไมเ่ รียบ (รปู ที่ 6.3)

การ์เน็ตเป็นแร่ไอโซทรอปิกที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงเพียงค่าเดียว ซึ่งอยู่ในช่วง 1.714
ถึง 1.856 จึงทำให้เห็นรีลีฟสูงมากเมื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา (รูปที่ 6.3)
ส่วนใหญ่ไม่ปรากฏสีและแนวแตกเรียบ แต่อาจแสดงสีชมพูอ่อน เหลืองอ่อน หรือน้ำตาลอ่อนได้
ขึ้นอยกู่ ับส่วนประกอบทางเคมี แสดงการแตกแบบฝาหอยและมกั เกิดลักษณะเป็นเมด็

การเ์ น็ตเป็นแร่ประกอบหินทเ่ี กิดได้อย่างกวา้ งขวางมาก พบมากในหินแปรและเป็นแร่รอง
ในหินอัคนบี างชนิด อกี ท้งั ยงั เกิดในพนังหนิ เพกมาไทตห์ รือลำดับขนั้ สุดท้ายของการเกิดหินแกรนติ

o ไพโรปเกิดในหินอัลตราเมฟิก เช่น หินเพอร์ริโดไทต์ หรือหินคิมเบอร์ไลต์ ซึ่งพบ
ร่วมกับเพชร แหล่งที่สำคัญอยู่ในประเทศเชคโกสโลวเกีย นอกจากนี้พบท่ี
แอฟริกาใต้ ออสเตรเลยี ทานซาเนยี พมา่ บราซิล และสหภาพโซเวยี ต

o แอลแมนดีนพบในหินแปร และในแหล่งอัญมณีทุติยภูมิ (secondary deposit)
สะสมตัวกนั ในลานแร่ แหลง่ ทีพ่ บมากคือประเทศอนิ เดีย

o สเปซาร์ทีนเกิดในหินแปรสภาพแบบสัมผัส โดยพบอยู่ร่วมกับแร่อื่นที่มีแมกกานีส
แหล่งสำคัญอยทู่ ี่พมา่ ศรลี ังกา มาดากัสการ์ บราซิล และสหรฐั อเมรกิ า

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สงิ ห์เถ่อื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

84 เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่

o กรอสซูลาไรต์เกิดที่แปรสภาพมาจากหินปูนสกปรก แหล่งเฮสโซไนต์ (Hessonite)
หรอื โกเมน (ชือ่ การเ์ นต็ โปรง่ ใสทางอญั มณี) สสี ม้ ทีส่ ำคญั คอื ศรลี งั กาและแคนาดา

o แอนดราไดต์เกิดที่แปรสภาพมาจากหินปูนสกปรกในสภาพแวดล้อมเดียวกับกรอ
สซูลาไรต์ และอาจเกิดในสภาพหินปูนที่มีซิลิกาปนอยู่ แหล่งที่สำคัญของดีมาน
ทอยด์ (demantoid) หรืออัญมณีการ์เน็ตสีเขียว อยู่ที่เทือกเขาอูราลในสหภาพโซ
เวยี ต อิตาลี และสวติ เซอร์แลนด์

o อวู าโรไวต์เกดิ ในแหลง่ แร่โครเมยี ม พบในเทือกเขาเทือกเขาอูราลและฟินแลนด์
การ์เน็ตมีการแปรเปลี่ยนไปเป็นคลอไรต์หรือแร่ดินได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนธาตุประกอบ
การเ์ นตแทบทุกชนิดสามารถนำมาทำอญั มณีได้ ท่มี ีคา่ ทสี่ ดุ คือดีมานทอยด์ ที่มาจากเทือกเขาอูราล
ประโยชนด์ ้านอืน่ คือสามารถนำการ์เนต็ มาทำกระดาษทราย
6.3 กลุ่มอะลมู ิโนซิลิเกต (Alumino-silicate)
กลมุ่ แรอ่ ะลูมโิ นซลิ เิ กตท่ีสำคัญประกอบด้วยธาตุอะลูมิเนยี มกบั ซิลกิ าเตตระฮดี รอน ในที่นี้
คอื แร่ซิลิเมไนต์ แร่ไคยาไนต์ และแรแ่ อนดาลไู ซต์ ซึง่ เปน็ พหุผลกึ (polymorph) แต่มีส่วนประกอบ
เคมเี หมือนกันคือ Al2SiO5 แร่สามชนิดน้ีแสดงสผี งสขี าว แต่จะเกดิ ท่ีอุณหภมู แิ ละความดันต่างกนั
ดังรปู ที่ 6.4

รปู ท่ี 6.4 แผนภาพแสดงการเกิดแอนดาลไู ซต์ ซลิ เิ มไนต์ และไคยาไนต์ท่ีอุณหภูมิและความดันตา่ งกนั
(ท่มี า www.mineralcollectionblog.wordpress.com/2016/10/30/al2sio5-polymorphs)

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงห์เถือ่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่ 85

6.3.1 แอนดาลูไซต์
แอนดาลูไซต์เป็นแร่ในระบบสามแกนต่าง (Orthorhombic system) ผลึกทั่วไปพบเป็น
แท่งปริซึมขนาดหยาบและมีประกายคล้ายแก้ว หน้าตัดเกือบเป็นรูปส่ีเหลี่ยมจัตุรัส มีฟอร์ม {001}
ปดิ หวั ทา้ ย (รูปท่ี 6.5) แสดงสีแดงสด น้ำตาลแดง และเขียวมะกอก ลกั ษณะ โปร่งใสถึงทึบแสง
ส่วนวาไรตี้ไคแอสโตไลต์ (Chiastolite) จะมีมลทินคาร์บอนสีดำเป็นรูปกากบาท (inclusions of
carbon or clay which form a checker-board pattern) มีความแข็งอยู่ในระดับ 7.5 ตาม
มาตราส่วนความแข็งของโมห์ แสดงแนวแตกเรียบหน่งึ ทิศทางและรอยแตกคลา้ ยฝาหอยถึงไม่เรียบ

รูปท่ี 6.5 ผลกึ และแนวแตกเรยี บของอะลูมโิ นซลิ เิ กต (ที่มา www.slideserve.com/deborah-
prince/my-triplet-polymorphs-kyanite-andalusite-sillimanite)

แอนดาลูไซต์เป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให้เห็นรีลีฟสงู เมือ่ ศึกษาภายใต้กล้อง
จุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา ไม่ปรากฏสีและแนวแตกเรียบ แต่แสดงการแตกแบบฝาหอยและมัก
เกิดลักษณะเป็นแท่งยาวหรือเป็นแผ่น แอนดาลูไซต์มีผลึกเป็นแกนแสงคู่แบบลบที่มีระนาบแสง
แบบ (001) และมีค่าดชั นหี กั เหของแสง 3 ค่า ตามแนวแกนตา่ ง ๆ

คา่ ดชั นีหักเหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.629-1.640
ค่าดชั นหี กั เหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.634-1.645
ค่าดชั นีหกั เหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.638-1.650
โอลิวีมีค่าไบรีฟริงเจนซ์ (B.F.) อยู่ในช่วง 0.009 ถึง 0.013 จึงทำให้เห็นสีแทรกสอดต่ำใน
ลำดับที่ 1 ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี แสดงการมืดแบบขนาด มีสัญลักษณ์แนวยาวแบบเร็ว และมุม
ระหวา่ งแกนแสง (2V) มขี นาดกว้างอย่รู ะหว่าง 77 - 88 องศา (รปู ท่ี 6.6)

| ดร.วิมลทิพย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

86 เอกสารคำสอนวิชาวิทยาแร่

รูปที่ 6.6 ผลึกไคแอสโตไลต์และภาพถ่ายแอนดาลูไซต์ในหินฟิลไลต์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ฯท่ี
กำลังขยาย 100X (ดัดแปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/andalusite.php)

แอนดาลูไซต์เกิดในบริเวณแหล่งสัมผสั (Aureole) ที่มีหินอัคนีแทรกขึ้นมาในหินเนื้อดิน ซึ่ง
ในกรณีนี้พบเกิดร่วมกับแร่คอร์เดียไรต์ และพบเกิดร่วมกับแร่ไคยาไนต์และซิลิเมไนต์ และอาจพบ
ร่วมกับแร่ทั้งสองในเขตที่ถูกแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) แหล่งที่พบแร่
แอนดาลูไซต์ ได้แก่ สเปน ออสเตรเลีย บราซิล สหรัฐอเมริกา ส่วนในประเทศไทยพบตามบริเวณ
หินแปรที่ถูกแปรเปลี่ยนโดยหนิ แกรนิต ได้แก่ พังงา ภูเก็ต และระนอง ประโยชน์ของแอนดาลูไซต์
ใช้ทำหัวเทียน และเครื่องถ้วยชาม เพราะเป็นแร่ที่ทนความร้อนมาก ส่วนวาไรต้ีไคแอสโตไลต์ใช้
ทำอัญมณี

6.3.2 ซิลิเมไนต์
ซิลิเมไนต์เป็นแร่ในระบบสามแกนต่าง (Orthorhombic system) ผลึกทั่วไปพบเป็นผลึก
ยาวเรียวเลก็ ปลายทั้งสองไม่มีฟอร์มผลกึ ที่เด่นชัด เกดิ เปน็ กลุ่มผลกึ ทข่ี นานกนั ลักษณะคล้ายเส้นใย
ท่ีเรียกว่า ไฟโบรไลต์ (Fibrolite) มักพบบ่อย มีประกายคล้ายไหมและคล้ายแก้ว แสดงสีน้ำตาล
เขียวอ่อน และขาว ลักษณะโปร่งใสถึงโปร่งแสง มีความแข็งอยู่ในระดับ 7.5 ตามมาตราส่วนความ
แขง็ ของโมห์ แสดงแนวแตกเรยี บหนงึ่ ทศิ ทางและรอยแตกคลา้ ยฝาหอยถงึ ไม่เรียบ
ซิลิเมไนต์เป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให้เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต้กล้อง
จลุ ทรรศนแ์ บบแสงธรรมดา ไม่ปรากฏสี แต่แสดงแนวแตกเรียบชัดเจนในหนา้ ผลึก {010} และแนว
แตกเรียบฐานหน้าผลกึ {001} มักเกิดลักษณะเปน็ แท่งยาวขนาดเล็กหรอื เปน็ เสน้ ใย (รูปที่ 6.7) ซิลิ
เมไนต์มีผลึกเป็นแกนแสงคู่แบบบวกที่มีระนาบแสงแบบ (001) และมีค่าดัชนีหักเหของแสง 3 ค่า
ตามแนวแกนตา่ ง ๆ ไดแ้ ก่
ค่าดชั นีหกั เหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.653-1.661
ค่าดัชนหี ักเหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.657-1.662
ค่าดัชนหี ักเหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.672-1.683

| ดร.วมิ ลทิพย์ สิงห์เถ่ือน | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่ 87

ซลิ ิเมไนตม์ คี ่าไบรีฟริงเจนซ์ (B.F.) อย่ใู นช่วง 0.018 ถงึ 0.022 จึงทำใหเ้ หน็ สีแทรกสอดปาน
กลาง (น้ำเงนิ ถึงเขียว) ในลำดับท่ี 2 ตามแผนภูมมิ เิ ชล-ลีวี แสดงการมดื แบบขนาด มีสัญลกั ษณ์แนว
ยาวแบบช้า และมุมระหว่างแกนแสง (2V) มขี นาดอยูร่ ะหว่าง 20 องศา ถึง 30 องศา (รูปท่ี 6.7)

รูปที่ 6.7 ผลึกซิลิเมไนต์และภาพถ่ายซิลิเมไนต์ในหินไนส์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ฯที่กำลังขยาย
100X (ดดั แปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/sillimanite.php)

ซิลิเมไนต์เกิดในหินเนื้อดินที่ถูกแปรสภาพภายใต้อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ยังเกิดในหินที่ถูก
แปรสภาพแบบสัมผสั ซึ่งอาจเกิดในหินซิลเิ มไนต์-คอร์เดียไรต์ไนซ์ที่ถูกแปรสภาพแบบไพศาล และ
หินอัคนีประเภทแกรนิตที่เกิดในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง แหล่งที่พบแร่ได้แก่ เชคโกสโลวเกีย
เยอรมนี บราซิล และสหรัฐอเมริกา ส่วนในประเทศไทยพบในหินไนส์ หินชีสต์ และหินแกรนิต
บรเิ วณภาคเหนอื ซง่ึ ซลิ ิเมไนตใ์ ช้ทำอญั มณไี ด้

6.3.3 ไคยาไนต์
ไคยาไนต์เป็นแร่ในระบบสามแกนเอียง (Triclinic system) ผลึกทั่วไปพบเป็นผลึกยาว
แบน ปลายทั้งสองไม่พบหน้าผลึกที่ชัดเจน เกาะกลุ่มกันคล้ายใบมีด มีประกายคล้ายไข่มุกและ
คล้ายแก้ว แสดงสีฟา้ ขาว เทา เหลือง ชมพู และส้ม ลักษณะโปรง่ ใสถึงโปร่งแสง มีความแข็งอย่ใู น
ระดับ 4.5 ถึง 5 ตามมาตราส่วนความแข็งของโมห์ แสดงแนวแตกเรียบหนึ่งทิศทางแบบสมบูรณท์ ี่
หน้าผลึก [100] แบบไมส่ มบรู ณท์ ห่ี น้าผลึก [010] ทำมุมต่อกนั 79° อีกท้งั ยังแสดงผลึกแฝดบนหน้า
ผลกึ {100}
ไคยาไนต์เป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงมากจึงทำให้เห็นรีลีฟสูงมากเมื่อศึกษาภายใต้
กล้องจุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา ไม่ปรากฏสี แต่แสดงแนวแตกเรียบชัดเจนในหน้าผลึก {100}
และ {010} กับแนวแตกเรียบฐานหน้าผลึก {001} แสดงการคล้ายแตกออกเป็นชิ้นเล็กแบบ
ขั้นบันได (รูปที่ 6.8) มักเกิดลักษณะเป็นแท่งยาวขนาดเล็กหรือเป็นเส้นใย ซิลิเมไนต์มีผลึกเป็น
แกนแสงคู่แบบลบทม่ี รี ะนาบแสงตัง้ ฉากกบั หนา้ ผลึก (100) และมีค่าดชั นีหักเหของแสง 3 ค่า ไดแ้ ก่

| ดร.วมิ ลทิพย์ สงิ ห์เถ่อื น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

88 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

ค่าดัชนีหกั เหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.710-1.718
คา่ ดัชนหี กั เหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.719-1.725
คา่ ดชั นีหกั เหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.724-1.734
ไคยาไนต์มีค่าไบรีฟริงเจนซ์ (B.F.) อยู่ในชว่ ง 0.012 ถงึ 0.016 จึงทำให้เห็นสีแทรกสอดต่ำ
แสดงสเี หลืองถึงสม้ ในลำดับที่ 1 ตามแผนภมู ิมิเชล-ลวี ี แสดงการมืดแบบเอยี งที่มีการแฝดแบบมัลติ
เพิล (multiple twin) อีกทั้งยังมีสัญลักษณ์แนวยาวแบบชา้ และมุมระหว่างแกนแสง (2V) มีขนาด
78 องศา ถึง 84 องศา (รูปท่ี 6.8)

รูปท่ี 6.8 ผลกึ ไคยาไนต์และภาพถ่ายไคยาไนต์ในหินไนส์ภายใต้กล้องจลุ ทรรศน์ฯท่ีกำลังขยาย 40X
(ดดั แปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/meta/kyanite.php)

ไคยาไนต์เกิดในหินแปรที่ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำถึงปานกลาง หรือบริเวณการชนกัน
ของแผ่นเปลอื กโลก (suture zone) ซง่ึ ไคยาไนต์ใช้ทำอัญมณไี ด้
6.4 สตอโรไลต์ (staurolite) – (Fe,Mg,Zn)2Al9(Si,Al)4O20(OH)4

สตอโรไลต์เป็นแร่ในระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) คุณสมบัติทางเคมีทั่วไป
ประกอบด้วยธาตุแมกนีเซียม เหล็ก และสังกะสีที่แทนที่กันได้กับอะลูมิเนียมและซิลิกอนเตตระฮี
ดรอนกับไฮดรอกไซด์ โดยมักพบเป็นแท่งปริซึมทรงคล้ายออร์โธรอมบิค สตอโรไลต์มีความ
ถ่วงจำเพาะ 3.71 แสดงสีน้ำตาลจนถึงสีดำ (รูปที่ 6.9) ประกายคล้ายแก้วในลักษณะโปร่งใส มี
ความแขง็ อยู่ในระดับ 7 – 7.5 ตามมาตราส่วนความแข็งของโมห์ และมีรอยแตกคลา้ ยฝาหอย

สตอโรไลต์เป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงจึงทำให้เห็นรีลีฟสูงเมื่อศึกษาภายใต้กล้อง
จุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา (รูปที่ 6.9) ไม่ปรากฏสีและแนวแตกเรียบ แสดงสีแฝด ให้เห็นความ
แตกต่างกันระหว่างสีเหลืองอ่อน - เหลอื งแกมแดง – แดงเข้ม สตอโรไลต์มีผลกึ เปน็ แกนแสงคู่แบบ
บวกทีม่ ีระนาบแสงแบบ (001) และมคี ่าดชั นีหกั เหของแสง 3 คา่ ตามแนวแกนตา่ ง ๆ ไดแ้ ก่

ค่าดชั นหี ักเหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.736-1.747
ค่าดัชนหี ักเหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.740-1.754

| ดร.วมิ ลทพิ ย์ สิงหเ์ ถือ่ น | สาขาวิชาเทคโนโลยธี รณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่

เอกสารคำสอนวิชาวทิ ยาแร่ 89

ค่าดชั นีหกั เหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.745-1.762
สตอโรไลต์มีค่าไบรีฟริงเจนซ์ (B.F.) อยู่ในช่วง 0.009 ถึง 0.015 จึงทำให้เห็นสีแทรกสอด
ในลำดับท่ี 1 ตามแผนภูมมิ ิเชล-ลีวี (รูปที่ 6.9) แสดงการมืดแบบเอียง มีสัญลักษณ์แนวยาวแบบช้า
มมุ ระหวา่ งแกนแสง (2V) มีขนาดกว้างมากอยู่ระหว่าง 80 องศา ถึง 90 องศา
สตอโรไลต์มักเกิดในหินแปรเกรดปานกลางโดยเฉพาะไมกาชีสต์ (mica schist) หรือหิน
แปรที่มีหินต้นกำเนิดเป็นหินเนื้อละเอียดที่มีอะลูมิเนียมสูง โดยสตอโรไลต์สามารถแปรเปลี่ยนไป
เปน็ แร่เซอรไิ ซต์หรอื คลอไรต์ได้ แร่ชนิดนีส้ ามารถนำมาใช้เป็นอัญมณีที่มลี ักษณะเด่นได้เชน่ กัน

รูปที่ 6.9 ผลึกและภาพถ่ายสตอโรไลต์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ฯที่กำลังขยาย 40X ดัดแปลงจาก
www.earth.ox.ac.uk/~oesis/teaching/metageol/Collisions/Dalradian/index.html)
6.5 ไททาไนต์ (Titanite) - CaTiSiO5

ไททาไนต์เป็นแร่ในระบบหนึ่งแกนเอียง (Monoclinic system) คุณสมบัติทางเคมีทั่วไป
ประกอบด้วยธาตุแคลเซียม ไทเทเนียม และซิลิกอนเตตระฮีดรอน CaTiSiO5 โดยมักเกิดเป็นผลึก
รูปร่างคล้ายลิ่ม แต่อาจเกิดเป็นชั้นบางหรือเป็นกลุ่มก้อนก็ได้ ไททาไนต์มีความถ่วงจำเพาะ (S.G.)
3.48 -3.60 แสดงสนี ้ำตาลแดง เทา เหลอื ง เขยี ว แดง หรอื สีดำ (รูปท่ี 6.10) ประกายคลา้ ยยางสน
จนถึงคล้ายเพชร ในลักษณะโปร่งใสจนถึงโปร่งแสง มีความแข็งอยู่ในระดับ 5 – 5.5 ตามมาตรา
ส่วนความแข็งของโมห์ และมีรอยแตกคลา้ ยฝาหอย

ไททาไนต์เป็นแร่ที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูงมากจึงทำให้เห็นรีลีฟเข้มสูงมากเมื่อศึกษา
ภายใต้กล้องจุลทรรศนแ์ บบแสงธรรมดา (รูปที่ 6.10) ปรากฏสีน้ำตาลหรือน้ำตาลเหลืองและแสดง
การเปลี่ยนแปลงสี (pleochroism) แสดงแนวแตกเรียบและลักษณะผลึกแฝด (twinning) เป็น
แบบการแฝดอย่างง่ายที่มีผลึกมาแฝดกัน 2 ผลึก (simple twinning) บน {100} ไททาไนต์มีผลึก
เปน็ แกนแสงคแู่ บบบวกท่ีมรี ะนาบแสงแบบ (001) และมคี า่ ดชั นหี กั เหของแสง 3 ค่า ไดแ้ ก่

ค่าดัชนหี กั เหของแสงตามแนวแกน X (nx) = 1.843-1.950
คา่ ดชั นหี ักเหของแสงตามแนวแกน Y (ny) = 1.870-2.034

| ดร.วิมลทพิ ย์ สิงหเ์ ถือ่ น | สาขาวชิ าเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยขอนแกน่

90 เอกสารคำสอนวชิ าวทิ ยาแร่

ค่าดัชนหี ักเหของแสงตามแนวแกน Z (nz) = 1.943-2.110
ไททาไนต์มีค่าไบรีฟรงิ เจนซ์ (B.F.) อยู่ในช่วง 0.100 ถึง 0.192 จึงทำใหเ้ หน็ สแี ทรกสอดใน
ลำดับที่สูงมากจนไม่สามารถแยกได้ตามแผนภูมิมิเชล-ลีวี (รูปที่ 6.10) แสดงการมืดแบบเอียง มี
สญั ลกั ษณ์แนวยาวแบบบวก มมุ ระหว่างแกนแสง (2V) มีขนาดแคบอยู่ระหวา่ ง 17 - 40 องศา
ไททาไนต์เกิดเป็นผลึกขนาดเล็กในหนิ อัคนีสจี างถึงสีปานกลาง ได้แก่ แกรนิต ไรโอไลต์ ได
ออไรต์ และแอนดีไซต์ อีกท้งั ยังสามารถเกิดในหินแปรจำพวกไนส์ ชีสต์ และสการ์น

รูปที่ 6.10 ผลึกไททาไนต์และภาพถ่ายไททาไนต์ในหินไนส์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ฯที่กำลังขยาย
40X (ดดั แปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/pluto/titanite.php)
6.6 โทแพซ (Topaz) - Al2SiO4(F,OH)2

โทแพซมีส่วนผสมของอะลูมิเนียมและฟลอู อรีน มีสูตรเคมเี ป็น Al2SiO4 (F,OH)2 โทแพซมี
ผลึกในระบบสามแกนต่าง (Orthorhombic system) และผลึกของมันส่วนใหญ่เป็นปริซึมปลาย
ปิด ค่าความแข็งเท่ากับ 8 ตามมาตราส่วนความแข็งของโมห์ และเป็นแร่ที่แข็งที่สุดในกลุ่มแร่ซิลิ
เกต ความแข็งนี้รวมกับความโปร่งใส และความหลากหลายของชนิดสี ได้แก่ เหลือง เทาซีด แดง
ส้ม สีน้ำตาลเข้ม ขาว เขียวอ่อน ฟ้า ทอง และชมพู ทำให้ได้รับการใช้เป็นเครื่องประดับอย่าง
กวา้ งขวาง (รูปที่ 6.11)

รูปที่ 6.11 ผลึกโทแพซและภาพถ่ายโทแพซในหินเพกมาไทต์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบแสง
โพลาไรซ์ทกี่ ำลงั ขยาย 40X (ดดั แปลงจาก www.alexstrekeisen.it/english/pluto/topaz.php)

| ดร.วิมลทิพย์ สิงห์เถอ่ื น | สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ขอนแกน่