เนื้อสัมผัสและโครงสร้างหินแปร

เนื้อสัมผัสและโครงสร้างหินแปรบันทึกการทำงานร่วมกันของการตกผลึกใหม่ การเติบโตของแร่ และการเปลี่ยนรูปในระหว่างกระบวนการแปรสภาพ

Definition

การจัดเรียงตัวทางเรขาคณิต รูปร่าง และทิศทางของเม็ดแร่ในหินแปร ซึ่งสะท้อนถึงการตกผลึกใหม่และการเปลี่ยนรูปภายใต้สภาวะการแปรสภาพ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการจัดเรียงตัวของแร่ (foliation) และแนวเส้น (lineation) การพัฒนาของแนวแตกเรียบแบบหินชนวน (slaty cleavage) การเรียงตัวแบบหินชีสต์ (schistosity) และการเรียงตัวแบบหินไนส์ (gneissic banding) การเติบโตของผลึกขนาดใหญ่ (porphyroblasts) และร่องรอยการรวมตัวของแร่ (inclusion trails) เนื้อสัมผัสแบบแกรโนบลาสติก (granoblastic) และเนื้อสัมผัสแบบคริสตัลโลบลาสติก (crystalloblastic) อื่นๆ รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างการพัฒนาโครงสร้างกับการเปลี่ยนรูปในแต่ละระยะ หัวข้อนี้เชื่อมโยงโครงสร้างจุลภาคเข้ากับประวัติการเคลื่อนที่และความร้อนของหินแปร

Core questions

• การจัดเรียงตัวของแร่ (foliation) และแนวเส้น (lineation) พัฒนาขึ้นได้อย่างไรในระหว่างการแปรสภาพ?
• อะไรคือความแตกต่างทางเนื้อสัมผัสระหว่างหินชนวน (slate) หินชีสต์ (schist) และหินไนส์ (gneiss)?
• ผลึกขนาดใหญ่ (porphyroblasts) และร่องรอยการรวมตัวของแร่ (inclusion trails) บันทึกช่วงเวลาของการเปลี่ยนรูปได้อย่างไร?
• โครงสร้างจุลภาคสามารถเปิดเผยลำดับเวลาสัมพัทธ์ของการแปรสภาพและการเปลี่ยนรูปได้อย่างไร?

Key theories

การพัฒนาการจัดเรียงตัวของแร่ (Foliation development)

แรงกดดันที่มีทิศทางในระหว่างการแปรสภาพทำให้แร่ที่มีลักษณะเป็นแผ่นและเป็นแท่งเรียงตัวกัน และแยกชั้นองค์ประกอบทางเคมีออกจากกัน ก่อให้เกิดการพัฒนาของโครงสร้างระนาบตั้งแต่แนวแตกเรียบแบบหินชนวน (slaty cleavage) ไปจนถึงการเรียงตัวแบบหินชีสต์ (schistosity) และการเรียงตัวแบบหินไนส์ (gneissic banding) เมื่อระดับการแปรสภาพและการเปลี่ยนรูปเพิ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่างผลึกขนาดใหญ่กับเมทริกซ์ (Porphyroblast-matrix relationships)

รูปทรงเรขาคณิตของร่องรอยการรวมตัวของแร่ที่ถูกรักษาไว้ภายในผลึกขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับโครงสร้างภายนอก บันทึกว่าการเติบโตของแร่เกิดขึ้นก่อน ระหว่าง หรือหลังการเปลี่ยนรูป ซึ่งช่วยให้สามารถคลี่คลายลำดับเวลาของการแปรสภาพและการเปลี่ยนรูปได้

Clinical relevance

การวิเคราะห์เนื้อสัมผัสมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตีความประวัติการเปลี่ยนรูปของพื้นที่หินแปร การจำแนกประเภทหินแปรในภาคสนาม และการกำหนดลำดับเวลาสัมพัทธ์ของการเติบโตของแร่ การเปลี่ยนรูป และจุดสูงสุดของการแปรสภาพในการศึกษาโครงสร้างจุลภาค

History

บรูโน แซนเดอร์ (Bruno Sander) เป็นผู้ริเริ่มการศึกษาโครงสร้างหินอย่างเป็นระบบในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 โดยได้วางรากฐานการวิเคราะห์โครงสร้าง ต่อมางานด้านจุลธรณีโครงสร้าง (microtectonic work) ซึ่งสังเคราะห์โดย พาสเชียร์ (Passchier), ทรูว์ (Trouw) และ เวอร์นอน (Vernon) ได้ปรับปรุงการตีความโครงสร้างจุลภาคของหินแปรและความสัมพันธ์ระหว่างผลึกขนาดใหญ่กับเมทริกซ์

Key figures

• Bruno Sander
• Cees Passchier
• Ron Vernon

Seminal works

• winter2013
• passchier2005
• vernon2004

Frequently asked questions

หินชีสต์ (schist) กับหินไนส์ (gneiss) แตกต่างกันอย่างไร?

หินชีสต์มีโครงสร้างระนาบที่พัฒนาได้ดี ซึ่งกำหนดโดยแร่ที่เป็นแผ่นจำนวนมากที่เรียงตัวกัน ในขณะที่หินไนส์แสดงแถบองค์ประกอบทางเคมีที่หยาบกว่าของชั้นสีอ่อนและสีเข้มที่ก่อตัวขึ้นในระดับการแปรสภาพที่สูงกว่า

ผลึกขนาดใหญ่ (porphyroblast) คืออะไร?

ผลึกที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เช่น โกเมน (garnet) หรือสเตาโรไลต์ (staurolite) ที่เติบโตภายในเมทริกซ์หินแปรที่มีขนาดเม็ดละเอียดกว่า การรวมตัวของแร่ภายในผลึกขนาดใหญ่นี้สามารถรักษาบันทึกของโครงสร้างก่อนหน้าไว้ได้