แร่ประกอบหิน

หิน คือมวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติเนื่องจากองค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังนั้นหินส่วนใหญ่มักประกอบด้วยแร่ตระกูลซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำฝนละลายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้นดินและมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตอาศัยคาร์บอนสร้างธาตุอาหารและร่างกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้างเปลือก เมื่อตายลงทับถมกันเป็นหินตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแร่ต่างๆ ดังตารางด้านล่าง

หมู่แร่ซิลิเกต

เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นแร่ซิลิเกตที่พบมากที่สุดบนเปลือกโลก คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 60 ของเปลือกโลกทั้งหมด แร่ในกลุ่มนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญของหินหลายชนิด เช่น หินอัคนี หินแปร และหินตะกอน

เฟลด์สปาร์เป็นแร่ประเภทอะลูมิโนซิลิเกตที่มีธาตุโพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม หรือแบเรียม เป็นองค์ประกอบ สูตรเคมีพื้นฐานสามารถเขียนได้เป็น KAlSi3O8 – NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8 มีรูปผลึกหลายชนิด เมื่อเฟลด์สปาร์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคดินเหนียว (Clay minerals)

ควอตซ์ (Quartz) เป็นมีองค์ประกอบเป็นซิลิกอนไดออกไซต์บริสุทธิ์ SiO2 มีรูปผลึกทรงหกเหลี่ยมยอดแหลม (ชาวบ้านเรียกว่า หินเขี้ยวหนุมาณ) มีมากเป็นลำดับที่สองรองจากเฟลด์สปาร์ พบได้ทั่วไปในเแผ่นธรณีทวีป แต่หาได้ยากในแผ่นทวีปมหาสมุทรและแมนเทิล เมื่อควอตซ์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอตซ์มีความแข็งแรงมาก สามารถขูดแก้วเป็นรอย

ไมกา (Mica group) เป็นกลุ่มของแร่ซิลิเกตที่มีโครงสร้างเป็นแผ่นหรือชั้น ซึ่งสามารถแยกออกเป็นแผ่นบางๆ ที่มีความยืดหยุ่นได้ง่าย ทำให้มีลักษณะเป็นเกล็ดแวววาวมีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป ไมกามีโครงสร้างเดียวกับแร่ดินเหนียว (Clay mineral) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน

ชื่อ "ไมกา" มาจากภาษาละตินคำว่า "micare" ที่แปลว่า "เปล่งประกาย" เนื่องจากแร่นี้มักพบเป็นเกล็ดเล็กๆ ที่ระยิบระยับในหินหลายชนิด เช่น หินแกรนิตและหินแปร ไม่กาที่พบมากคือ มัสโคไวต์ (Muscovite) มีสีขาว เงิน หรือทอง และแร่ไบโอไทต์ (Biotite) ที่มีสีดำหรือน้ำตาล ไมกามีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม สามารถทนความร้อนสูง และมีน้ำหนักเบา

แอมฟิโบล (Amphibole group) เป็นหมู่แร่ซิลิเกตที่มีอยู่แต่ในเปลือกทวีป มีลักษณะเด่นที่โครงสร้างผลึกเป็นแบบโซ่คู่ของซิลิเกต แร่ในหมู่นี้มีองค์ประกอบและคุณสมบัติทางเคมีที่หลากหลายมาก ทำให้มีแร่ย่อยหลายชนิด เช่น ฮอร์นเบลนด์ แอคติโนไลต์ และเทรโมไลต์ แอมฟิโบลเป็นแร่ซิลิเกตที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบในรูปของหมู่ไฮดรอกซิล (𝑂𝐻)− มักจะมีสีเข้ม เช่น เขียวเข้ม น้ำตาล หรือดำ แต่บางชนิดอาจมีสีอ่อน เช่น ขาวหรือใส นอกจากนี้ยังสามารถมีไอออนของธาตุอื่น ๆ เข้าไปแทนที่ในโครงสร้างได้หลากหลาย เช่น เหล็ก (Fe), แมกนีเซียม (Mg), แคลเซียม (Ca), โซเดียม (Na) และอะลูมิเนียม (Al) พบมากในหินอัคนีและหินแปร

ไพรอกซีน (Pyroxene group) มีชื่อมาจากคำภาษากรีกว่า 'ไพโร' (ไฟ) และ 'ซีนอส' (คนแปลกหน้า) เนื่องจากในยุคแรกนักธรณีวิทยาพบผลึกของแร่นี้ฝังอยู่ในแก้วภูเขาไฟและเข้าใจผิดว่าเป็นสิ่งเจือปนในลาวาภูเขาไฟ ไพร็อกซีนเป็นกลุ่มแร่ซิลิเกตสายเดี่ยวที่มีปริมาณมากที่สุดชนิดหนึ่งในเปลือกโลก (มีแต่ในเปลือกโลกมหาสมุทร) มีองค์ประกอบเคมีซับซ้อน โดยทั่วไปเขียนแทนด้วย XY(Si,Al)2O6 มักมีสีเข้ม เช่น เขียวเข้ม น้ำตาลเข้ม หรือดำ แต่บางชนิดอาจมีสีอ่อน เช่น ขาว เขียวอ่อน พบได้ทั่วไปในหินอัคนีและหินแปร

โอลิวิน (Olivine group) มีสีเขียวมะกอก (สีเหลืองเขียว) หรืออาจเป็นสีเหลืองหรือน้ำตาล ขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุเหล็ก เป็นกลุ่มแร่ซิลิเกตที่มีส่วนประกอบของแมกนีเซียมและเหล็ก (Mg,Fe)2SiO4 พบได้ทั่วไปในเปลือกโลกตอนบนและเนื้อโลก โดยเฉพาะในหินบะซอลต์และหินอัคนีชนิดอื่น โอลิวีนในรูปแบบอัญมณีมักเรียกว่า เพริดอต ซึ่งมีสีเขียวมะกอกถึงเขียวอมเหลือง และยังพบได้ในอุกกาบาตบางชนิดด้วย

หมู่แร่คาร์บอเนต

แคลไซต์ (Calcite) เป็นแร่คาร์บอเนตซึ่งมีองค์ประกอบหลักเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) มีโครงสร้างผลึกแบบเดียวกันคือระบบสามเหลี่ยม (Trigonal) แร่ในกลุ่มนี้มีลักษณะเด่นที่โครงสร้างอะตอมคล้ายคลึงกัน โดยไอออนโลหะสลับกับหมู่คาร์บอเนต (CO₃)²⁻ แคลไซต์เป็นองค์ประกอบหลักของหินปูนและหินอ่อน

โดโลไมต์ (Dolomite) เป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหนึ่งที่มีแมงกานีสผสมอยู่ CaMg (CO3)2 หมู่แร่คาร์บอเนตทำปฎิกิริยากับกรดเป็นฟองฟู่ให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซต์ออกมา

ธาตุ | สมบัติทางกายภาพของแร่ | แร่สามัญ | แร่ประกอบหิน