Transcript ธรณีกาล (Geologic time) ลำดับชั้นหิน

ธรณีกาล (Geologic time)
ลาดับชั้นหิน
การจัดเรี ยงลาดับของหิ นมีความสาคัญมาก เนื่องจากปรากฏการณ์ต่างๆ
ในอดีต จะถูกบันทึกไว้ในชั้นหิ น การศึกษาลาดับชั้นหิ นจึงสามารถทาให้เรา
เข้าใจเกี่ยวกับธรณี วทิ ยาประวัติในบริ เวณนั้นๆ และนาไปสู่ แหล่งแร่ เศรษฐกิจ
และแหล่งเชื้อเพลิงธรรมชาติ
หลักการลาดับชั้นหิน
1. กฎการวางตัวแนวราบ (Law of Original Horizontality)
2. กฎการวางซ้อน (Law of Stratigraphic Superposition)
3. กฎการตัดขวาง (Law of cross-cutting relationship)
4. กฎการต่อเนื่องของบรรพชีวนิ (Law of Faunal Succession)
กฎการวางตัวแนวราบ (Law of Original Horizontality)
การที่ตะกอนที่สะสมตัวในน้ าวางตัวซ้อนกันเป็ นชั้นและแต่ละชั้นจะ
วางตัวอยูใ่ นแนวราบหรื อเกือบราบขนานไปกับผิวโลก จากลักษณะนี้ทาให้เรา
วินิจฉัยได้วา่ ชั้นหิ นที่เราเห็นเอียงเทอยูน่ ้ นั คงจะได้รับการรบกวนจนทาให้เกิด
การเบี่ยงเบนไปจากแนวราบที่เคยเป็ นอยูเ่ ดิม แต่ในบางครั้งก็อาจมียกเว้นบ้าง
เช่น ตะกอนที่สะสมตัวตามปากแม่น้ า ซึ่ งมีลกั ษณะของการสะสมตัวแบบเอียงเท
กฎการวางซ้ อน (Law of Stratigraphic Superposition)
ในชั้นหิ นชุดหนึ่ งๆ ชั้นที่วางตัวอยูข่ า้ งบนย่อมเกิดทีหลังหรื ออ่อนกว่าชั้น
หิ นที่วางตัวอยูข่ า้ งล่าง ถ้าชั้นหิ นไม่มีการพลิกตลบ (overturned)
กฎการตัดขวาง (Law of cross-cutting relationship)
หิ นที่แทรกตัวเข้ามาจะมีอายุนอ้ ยกว่าหิ นที่มีอยูเ่ ดิมแล้ว
กฎการต่ อเนื่องของบรรพชีวนิ (Law of Faunal Succession)
ซากบรรพชีวนิ ตระกูลเดียวกันที่อยูใ่ นชั้นหิ นที่อายุแก่กว่าหรื อที่อยู่
ข้างล่าง ย่อมมีววิ ฒั นาการน้อยกว่าพวกที่อยูใ่ นชั้นหิ นที่อายุอ่อนกว่าหรื อที่อยู่
ข้างบน
การขาดช่ วงบันทึกลาดับชั้นหิน
การขาดหายไปที่สาคัญของการต่อเนื่องของชั้นหิ นไปตามกาลเวลา
เรี ยกว่า รอยชั้นไม่ต่อเนื่อง (unconfomity) ซึ่ งแสดงถึงสภาวะแวดล้อมที่ยงั ผลให้
การสะสมตัวของตะกอนในช่วงระยะเวลาหนึ่ งหยุดลงหรื อเกิดการกัดกร่ อนของ
หิ นหรื อตะกอนที่มีอยูเ่ ดิม
การขาดช่วงบันทึกมีดว้ ยกันหลายอย่าง เช่น การยกตัวของแผ่นดิน การขึ้น
ลงของระดับน้ าทะเล การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีผลต่อพฤติกรรมของ
แม่น้ าลาธาร
ชนิดของรอยชั้นไม่ ต่อเนื่องของชั้นหิน
1. รอยชั้นไม่ต่อเนื่องเชิงมุม (Angular Unconformity)
หมายถึงความไม่ต่อเนื่องที่แสดงให้เห็นจาก
สภาพชั้นหิ นที่ไม่ต่อเนื่องกันจนเกิดเป็ นมุมระหว่าง
ชั้นหิ นที่แก่กว่ากับชั้นหิ นที่อ่อนกว่าได้ ซึ่ งแสดงว่า
ชั้นหิ นที่แก่กว่าหลังจากถูกทาให้เสี ยรู ปหรื อ
เปลี่ยนแปลงลักษณะจนเกิดการเอียงเท แล้วถูกตัด
ออกด้วยการกัดกร่ อนก่อนที่จะเกิดการสะสมตัวของ
ตะกอนชุดใหม่ที่มีอายุอ่อนกว่า
ชนิดของรอยชั้นไม่ ต่อเนื่องของชั้นหิน
2. รอยชั้นไม่ต่อเนื่องคงระดับ
(Disconformity)
แสดงด้วยความไม่ต่อเนื่องหรื อ
แนวการกัดกร่ อนซึ่ งแยกชั้นหิ นที่ขนาน
กันออกจากกัน และแนวการกัดกร่ อนจะมี
ลักษณะสู งหรื อต่าหรื อเว้าแหว่งชัดเจน
มาก
ชนิดของรอยชั้นไม่ ต่อเนื่องของชั้นหิน
3. รอยชั้นไม่ต่อเนื่องบนหิ นอัคนี (nonconformity)
แนวความไม่ต่อเนื่องหรื อแนวการกัดกร่ อนแยกชั้นหิ นตะกอนที่อายุ
อ่อนกว่าจากหิ นอัคนีหรื อหิ นแปรที่อายุแก่กว่า
หลักความเป็ นเอกภาพ (Law of Uniformitarianism)
มีใจความสาคัญว่า ปั จจุบนั เป็ นกุญแจไขไปสู่ อดีต ความหมายคือ
กระบวนการหรื อปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ ที่เกิดขึ้นในโลกเราในปั จจุบนั
ต่างก็เคยเกิดขึ้นมาแล้วในอดีต และเราสามารถใช้กระบวนการต่างๆ ที่เรา
สังเกตเห็นได้ในปั จจุบนั ไปอธิ บายถึงกระบวนการต่างๆ ที่เคยเกิดขึ้นมาแล้วใน
อดีต
ซากดึกดาบรรพ์ (Fossil)
หมายถึงส่ วนหรื อร่ องรอยของสิ่ งมีชีวิตที่ถกู เก็บรักษาไว้ในหิ นตาม
ธรรมชาติ ซากและร่ องรอยของบรรพชีวนิ ที่ประทับอยูใ่ นหิ น บางแห่งเป็ น
รอยพิมพ์ (mold) รอยตีนสัตว์ มูลสัตว์ ไม้กลายเป็ นหิ น (petrified wood)
การเกิดซากดึกดาบรรพ์
ลักษณะพิเศษที่ทาให้มีโอกาสสู งในการเกิดซากดึกดาบรรพ์
1. สิ่ งมีชีวติ นั้นจะต้องมีส่วนประกอบที่เป็ นของแข็ง
2. อุณหภูมิตอ้ งเย็นจัดหรื อแห้งแล้ง เพราะจะทาให้รอดพ้นจากการทาลายของ
แบคทีเรี ย
3. เมื่อสิ่ งมีชีวติ นั้นตายลงจะต้องถูกทับถมโดยตะกอนอย่างรวดเร็ วเพื่อหลีกเลี่ยง
จากการทาลายของแบคทีเรี ยและสัตว์อื่น
ซากดึกดาบรรพ์ดชั นี (Index Fossil)
หมายถึงซากดึกดาบรรพ์ที่มีลกั ษณะพิเศษเฉพาะในหิ นบริ เวณใด
บริ เวณหนึ่ง สามารถใช้บ่งบอกอายุของชั้นหิ นนั้นได้ เช่น ฟูซูลินิด
(fusulinid) เป็ น Index fossil ในหิ นยุค Permian
ลักษณะของซากดึกดาบรรพ์ดชั นี
1. มีช่วงอายุส้ นั ๆ
2. การแพร่ กระจายอย่างกว้างขวาง
3. มีรูปร่ างง่ายต่อการจาแนก
ประโยชน์ ของการศึกษาบรรพชีวนิ
1. เป็ นข้อมูลเพื่อศึกษาความสัมพันธ์เปรี ยบเทียบระหว่างชั้นหิ นใน
พื้นที่ต่างๆกัน
2. เป็ นหลักฐานที่ใช้ศึกษาถึงสภาพแวดล้อมขณะเกิดการตกตะกอน
ของชั้นหิ นและขณะที่บรรพชีวนิ นั้นๆยังมีชีวิตอยู่ และสามารถใช้ขอ้ มูลของ
ซากดึกดาบรรพ์บอกตาแหน่งทางภูมิศาสตร์ ในธรณี วทิ ยาประวัติของโลกได้
3. เป็ นหลักฐานของสิ่ งมีชีวิตในอดีต และแสดงถึงวิวฒั นาการของพืช
และสัตว์ตลอดระยะเวลาที่ผา่ นมาตั้งแต่เริ่ มพบหลักฐานของซากดึกดาบรรพ์
ปรากฏในหิ น
4. ซากดึกดาบรรพ์เป็ นหลักฐานที่ดีอย่างหนึ่งในการศึกษาและหา
ความสัมพันธ์ของชั้นหิ นตะกอน ซึ่ งการศึกษาอย่างละเอียดร่ วมกับการศึกษา
ทางธรณี ฟิสิ กส์มีความสาคัญต่อการหาแหล่งทรัพยากร เช่นหาแหล่งน้ ามัน
ถ่านหิ น และแร่ เศรษฐกิจต่างๆ
การหาอายุทางธรณีวทิ ยา
อายุทางธรณี วทิ ยา หมายถึง อายุของแร่ ตะกอน หิ น ซากดึกดาบรรพ์
ตลอดจนถึงลักษณะโครงสร้างทางธรณี วิทยา และรวมถึงอายุของเหตุการณ์
ต่างๆ ทางธรณี วทิ ยา
อายุทางธรณี วทิ ยาแบ่งได้เป็ น 2 ประเภท คือ
1. อายุเปรี ยบเทียบ (Relative age)
ศึกษาโดยอาศัยหลักฐานที่ได้จากความสัมพันธ์ของชั้นหิ น ชั้นตะกอน
ซากดึกดาบรรพ์ และลักษณะโครงสร้างหิ นแต่ละชนิ ดในภาคสนาม แล้ว
นามาเปรี ยบเทียบกันว่าสิ่ งไหนมีอายุมากกว่าหรื อน้อยกว่ากัน
การหาอายุทางธรณีวทิ ยา
2. อายุสัมบูรณ์ (Absolute age)
อายุสัมบูรณ์ คือ อายุของหิ นหรื อแร่ ที่ระบุเป็ นตัวเลข เช่น 200 ล้านปี
อายุสัมบูรณ์น้ นั ได้จากวิธีการหาอายุโดยไอโซโทปรังสี (Isotopic dating) ซึ่ ง
อาศัยหลักการที่ธาตุบางตัวในหิ นหรื อแร่ มีไอโซโทปที่ไม่เสถียร ธาตุเหล่านี้
จะเกิดการสลายตัวอย่างต่อเนื่องจนกระทัง่ เกิดเป็ นไอโซโทปที่เสถียร โดยจะ
มีอตั ราการสลายตัวคงที่
การหาอายุทางธรณีวทิ ยา
คาดว่าเมื่อหิ นเริ่ มแข็งตัว(rock formed) มี ธาตุกมั มันตรังสี
1,000 อะตอม เมื่อนามาทดสอบเหลืออยูเ่ พียง 250 อะตอม
ถ้าครึ่ งชีวติ ของธาตุกมั มันตรังสี น้ ีเท่ากับ 1 ล้านปี หิ นนี้จะ
อายุเท่าใด
คาตอบคือ 2 ล้านปี
ตารางธรณีกาล (Geologic time scale)
มหายุคพรีแคมเบรียน
• มีอายุต้ งั แต่โลกเกิดจนถึงเมื่อ 545 ล้านปี มาแล้ว
• ส่ วนใหญ่เป็ นหิ นพวกหิ นไนส์ หิ นชนวน หิ นชีสต์ หิ นอ่อนและหิ นควอร์ตไชต์
• สภาพภูมิประเทศมีลกั ษณะโล่งเตียน เป็ นภูเขาทะเลทราย มีภเู ขาไฟปะทุรุนแรง
ไอน้ าเริ่ มกลัน่ ตัวเป็ นน้ าฝน ทาให้เกิดแม่น้ าและทะเล
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคแคมเบรี ยน
•
•
•
•
มีอายุต้ งั แต่ 502 ถึง 498 ล้านปี มาแล้ว
ยุคนี้ทะเลน้ าตื้นได้ค่อยๆ รุ กล้ าเข้าไปในผืนแผ่นดินส่ วนใหญ่ พืชเป็ นพวกสาหร่ ายทะเล
หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นทราย หิ นดินดาน หิ นชนวน และหิ นปูน
เป็ นยุคที่พบซากดึกดาบรรพ์ที่รักษาสภาพไว้ดี เช่น ไทรโลไบต์ มีมากกว่า 1,000 ชนิด
แกรปโทไลต์ หอยตะเกียง หอยโข่งทะเล หอยสองฝา เป็ นต้น
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคออร์โดวิเชียน
•
•
•
•
มีอายุต้ งั แต่ 498 ถึง 438 ล้านปี มาแล้ว
หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นทราย หิ นดินดาน หิ นปูน และหิ นโดโลไมต์
พืชที่พบเป็ นพวกสาหร่ ายทะเล
พบสัตว์มีกระดูกสันหลังพวกแรก ได้แก่ ปลาโบราณ
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคไซลูเรี ยน
•
•
•
•
มีอายุต้ งั แต่ 438 ถึง 408 ล้านปี มาแล้ว
หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูน หิ นทราย และหิ นดินดานสี ดา
พืชในยุคนี้มีท้ งั พืชทะเลและพืชบก
พบสัตว์ตน้ ตระกูลปลาไร้ขากรรไกรเป็ นครั้งแรก
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคดิโวเนียน
• มีอายุต้ งั แต่ 408 ถึง 360 ล้านปี มาแล้ว
• หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นดินดาน หิ นปูน และหิ นทรายแดง
• มีการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกทาให้ทอ้ งทะเลเดิมบางส่ วนยกตัวขึ้นเป็ นแผ่นดิน และ
ปกคลุมด้วยพืชบก
• เริ่ มพบสัตว์ที่หายใจทางอากาศได้ เช่น กิ้งกือ แมงมุม และแมลงไร้ปีก และในปลายยุค
นี้พบสัตว์สะเทินน้ าสะเทินบกเป็ นครั้งแรก
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคคาร์บอนิเฟอรัส
•
•
•
•
มีอายุต้ งั แต่ 360 ถึง 286 ล้านปี มาแล้ว
หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูน หิ นทราย หิ นดินดาน และถ่านหิ น
พืชที่อาศัยอยูบ่ นพื้นดินแพร่ หลายมาก
สัตว์มีกระดูกสันหลังพวกสะเทินน้ าสะเทินบกพัฒนามากจนเรี ยกได้วา่ เป็ นยุคของ
สัตว์สะเทินน้ าสะเทินบก และเริ่ มมีสัตว์เลื้อยคลาน ส่ วนสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัย
อยูใ่ นทะเล ส่ วนใหญ่เป็ นพวกปลาฉลาม
มหายุคพาลีโอโซอิก
ยุคเพอร์เมียน
• มีอายุต้ งั แต่ 286 ถึง 245 ล้านปี มาแล้ว
• หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูน หิ นดินดาน หิ นเกลือ และหิ นทรายสี แดง
• การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ซึ่ งเริ่ มมาตั้งแต่ยคุ คาร์ บอนิเฟอรัสมีความรุ นแรงสู งสุ ด
ในยุคนี้ บนผืนแผ่นดินพืชที่ปกคลุมอยูส่ ่ วนใหญ่เป็ นพวกเฟิ ร์ น
• เริ่ มพบแมลงชนิดใหม่ๆ เช่น แมลงปี กแข็งและจักจัน่ พบสัตว์เลื้อยคลานหลายชนิด
รวมทั้งสัตว์เลื้อยคลานคล้ายพวกเลี้ยงลูกด้วยนม ในท้องทะเลไทรโลไบต์ได้สูญพันธ์
ไปหมดสิ้ น
มหายุคมีโซโซอิก
ยุคไทรแอสซิก
• มีอายุต้ งั แต่ 245 ถึง 208 ล้านปี มาแล้ว
• หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูน หิ นดินดาน หิ นเกลือ และหิ นทรายสี แดง
• เป็ นการเริ่ มต้นยุคใหม่ของสิ่ งมีชีวิต มีสัตว์ใหม่ๆ ปรากฏตัวขึ้นมากมาย ทั้งบนบกและ
ในทะเล
• สัตว์เลื้อยคลานมีท้ งั ชนิดและจานวนเพิ่มมากขึ้น ในท้องทะเลพบพวกต้นตระกูลปลา
กระดูกแข็ง เริ่ มพบสัตว์กินเนื้อรู ปร่ างคล้ายปลา
มหายุคมีโซโซอิก
ยุคจูแรสซิก
•
•
•
•
มีอายุต้ งั แต่ 208 ถึง 144 ล้านปี มาแล้ว
หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูนเม็ดไข่ปลา หิ นดินดาน และหิ นทราย
ลักษณะภูมิประเทศเป็ นเนินเตี้ยๆ มีทะเลน้ าตื้นคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่
สัตว์เลื้อยคลานเจริ ญสู งสุ ดและมีจานวนมาก เช่น ไดโนเสาร์ จระเข้ และเต่า นกตัว
แรกได้พฒั นามาจากสัตว์เลื้อยคลานในยุคนี้ ในท้องทะเลพบปูเป็ นครั้งแรกในยุคนี้
มหายุคมีโซโซอิก
ยุคครี เทเชียส
• มีอายุต้ งั แต่ 144 ถึง 66 ล้านปี มาแล้ว
• หิ นที่พบเป็ นพวกหิ นปูน หิ นชอล์ก
• สัตว์มีกระดูกสันหลัง และไดโนเสาร์ ยงั มีความสาคัญอยู่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังมี
จานวนน้อย
• ในท้องทะเลพบปลาจาพวกฉลามและกระเบนที่คล้ายคลึงกับชนิ ดปั จจุบนั อยูท่ วั่ ไป
มหายุคซีโนโซอิก
ยุคเทอร์เชียรี
• มีอายุต้ งั แต่ 66 ถึง 1.6 ล้านปี มาแล้ว
• พืชบกส่ วนใหญ่เป็ นพวกที่มีลกั ษณะคล้ายพืชปั จจุบนั
• เริ่ มพบเต่าที่อาศัยอยูบ่ นบก พวกนกมีฟันสู ญพันธุ์ไป มีนกที่บินไม่ได้ตวั ขนาดใหญ่
พบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อาศัยอยูใ่ นน้ า เช่น วาฬ และวัวทะเล
มหายุคซีโนโซอิก
ยุคควอเทอร์นารี
• มีอายุต้ งั แต่ 1.6 ล้านปี มาแล้วจนถึงปัจจุบนั
• ต้นยุคเกิดธารน้ าแข็งขนาดใหญ่เคลื่อนตัวลงมาจากขั้วโลกเหนือลงมาปกคลุมทวีป
อเมริ กาและทวีปยุโรปซึ่ งจะกลายเป็ นยุคน้ าแข็งในช่วงสมัยไพลส์โตซี น ต่อมาสมัย
โฮโลซี นจะเริ มขึ้นเมื่อน้ าแข็งเหล่านี้ถอยร่ นไปจากทวีปอเมริ กาและทวีปยุโรป
• เริ่ มมีมนุษย์สมัยหิ น