หินอัคนี

หินอัคนีเกิดขึ้นเมื่อหินหลอมเหลวเย็นตัวและแข็งตัวลง บันทึกสภาพการหลอมเหลวที่อยู่ลึกภายในโลก และการปะทุหรือการแทรกซอนของหินหนืด

Definition

หินอัคนีคือหินที่เกิดจากการเย็นตัวและการตกผลึกของหินหนืดหรือลาวา โดยจำแนกอย่างกว้างๆ ตามตำแหน่งที่แข็งตัว (หินแทรกซอนเทียบกับหินภูเขาไฟ) และตามปริมาณซิลิกาและองค์ประกอบของแร่ธาตุ

Scope

หัวข้อนี้จะแนะนำหินอัคนีจากมุมมองธรณีวิทยาทั่วไป: การก่อตัวของหินหนืดและตำแหน่งที่เกิด, ความแตกต่างระหว่างหินแทรกซอนและหินภูเขาไฟ, ความแตกต่างพื้นฐานทางองค์ประกอบและเนื้อสัมผัสที่ใช้ในการสำรวจภาคสนาม, และความเชื่อมโยงกับการเกิดภูเขาไฟและการตั้งตัวของแผ่นเปลือกโลก การจำแนกทางปิโตรวิทยาโดยละเอียดและความสัมพันธ์ของเฟสจะกล่าวถึงในสาขาวิชาแร่วิทยาและปิโตรวิทยา

Core questions

• หินหนืดก่อตัวขึ้นในโลกได้อย่างไรและที่ไหน?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างหินอัคนีแทรกซอนและหินอัคนีภูเขาไฟ?
• อัตราการเย็นตัวและองค์ประกอบควบคุมเนื้อสัมผัสและชนิดของหินได้อย่างไร?

Key theories

อนุกรมปฏิกิริยาของโบเวน

โบเวนแสดงให้เห็นจากการทดลองว่าแร่ธาตุตกผลึกจากหินหนืดที่เย็นตัวลงตามลำดับที่คาดการณ์ได้ ดังนั้นการตกผลึกแบบแยกส่วนสามารถสร้างองค์ประกอบของหินอัคนีได้หลากหลายจากหินหนืดต้นกำเนิดเพียงชนิดเดียว

ต้นกำเนิดของหินหนืด

หินหนืดก่อตัวจากการหลอมเหลวแบบลดความดันใต้สันเขากลางมหาสมุทรและจุดร้อน, การหลอมเหลวแบบฟลักซ์ (flux melting) ที่น้ำลดจุดหลอมเหลวในเขตมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก, และการหลอมเหลวของเปลือกโลกที่เกิดจากความร้อน ซึ่งเชื่อมโยงชนิดของหินอัคนีกับการตั้งตัวของแผ่นเปลือกโลก

Mechanisms

หินจะหลอมเหลวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันลดลง หรือมีการเพิ่มสารระเหย หินหนืดที่เย็นตัวช้าๆ ที่ระดับความลึกจะเกิดผลึกขนาดใหญ่และก่อตัวเป็นหินแทรกซอนเนื้อหยาบ ในขณะที่หินหนืดที่ปะทุและเย็นตัวอย่างรวดเร็วจะก่อตัวเป็นหินภูเขาไฟเนื้อละเอียดหรือเนื้อแก้ว เมื่อหินหนืดเย็นตัวลง แร่ธาตุจะตกผลึกตามลำดับของอนุกรมโบเวน และการกำจัดผลึกที่เกิดขึ้นก่อนสามารถผลักดันให้ส่วนที่หลอมเหลวที่เหลือมีองค์ประกอบที่อุดมด้วยซิลิกามากขึ้น

Clinical relevance

หินอัคนีเป็นแหล่งของหินก่อสร้างและหินประดับที่สำคัญ เป็นแหล่งสะสมของแร่โลหะหลายชนิด และลักษณะของหินอัคนีบันทึกการเกิดภูเขาไฟในอดีต ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการประเมินอันตรายจากภูเขาไฟและการสร้างประวัติศาสตร์ธรณีแปรสัณฐาน

History

ต้นกำเนิดของหินอัคนีหลายชนิดเป็นที่ถกเถียงกันในช่วงปลายศตวรรษที่สิบแปดระหว่างกลุ่มพลูโตนิสต์ (Plutonists) ที่ตามแนวคิดของฮัตตัน (Hutton) และกลุ่มเนปจูนนิสต์ (Neptunists) ที่เชื่อว่าหินทั้งหมดตกตะกอนจากน้ำ งานทดลองของโบเวน (Bowen) ในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบได้แสดงให้เห็นว่าหินหนืดตกผลึกและเกิดการเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร ซึ่งเป็นรากฐานความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับหินอัคนี

Key figures

• Norman L. Bowen
• Reginald Daly
• James Hutton

Seminal works

• bowen1928

Frequently asked questions

อะไรคือความแตกต่างระหว่างหินอัคนีแทรกซอนและหินอัคนีภูเขาไฟ?

หินแทรกซอนตกผลึกช้าๆ ใต้ดินและมีผลึกขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ เช่น หินแกรนิต ในขณะที่หินภูเขาไฟก่อตัวเมื่อลาวาเย็นตัวอย่างรวดเร็วที่พื้นผิวและมีเนื้อละเอียดหรือเป็นแก้ว เช่น หินบะซอลต์