กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 12 นาที

เชิร์ต

เชิร์ต ( / tʃ ɜːr t / ) เป็น หินตะกอนเนื้อ ละเอียดแข็งที่ประกอบด้วย ควอตซ์ ไมโครคริสตัลไลน์ หรือ คริ ปโตคริสตัลไลน์ [ 1 ] ซึ่ง เป็นรูปแบบแร่ของ ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO 2 ) [ 2 ]...

เชิร์ต

เชิร์ต ( / ɜːr t / ) เป็น หินตะกอนเนื้อละเอียดแข็งที่ประกอบด้วยควอตซ์ไมโครคริสตัลไลน์หรือ คริ ปโตคริสตัลไลน์ [ 1 ] ซึ่งเป็นรูปแบบแร่ของซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO ) [ 2 ]โดยทั่วไปแล้วเชิร์ตมีต้นกำเนิดทางชีวภาพ แต่ก็อาจเกิดขึ้นจากสารอนินทรีย์ได้เช่นกัน เช่นตะกอนทางเคมีหรือ การแทนที่ ไดอะเจเนติกเช่น ในไม้กลายเป็นหิน[ 3 ]เมื่อเชิร์ตเกิดขึ้นในชอล์กหรือมาร์ลมักจะเรียกว่าหินเหล็กไฟ[ 4 ]

โดยทั่วไปแล้วหินเชิร์ตประกอบด้วยซากดึกดำบรรพ์ของตะกอนซิลิกาซึ่งเป็นตะกอนชีวภาพที่ปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นมหาสมุทรลึก และมีซากโครงกระดูกซิลิคอนของไดอะตอม ซิลิโคแฟลเจลเลตและเรดิโอลาเรียน [ 5 ] หิน เชิร์ต ยุคพรีแคมเบรียนมีความโดดเด่นเนื่องจากมีไซยาโนแบคทีเรียฟอสซิล[ 6 ]นอกจากไมโครฟอสซิลแล้ว [ 5 ]บางครั้งหินเชิร์ตยังมีมาโครฟอสซิล [ 7 ] [ 8 ] อย่างไรก็ตามหินเชิร์ตบางชนิดก็ไม่มีฟอสซิลเลย[ 4 ​​]

หินเชิร์ตมีสีที่หลากหลาย ตั้งแต่สีขาวถึงสีดำ แต่ส่วนใหญ่มักพบเป็นสีเทา สีน้ำตาล สีน้ำตาลอมเทา และสีเขียวอ่อนถึงสีแดงสนิม[ 9 ] [ 10 ]และบางครั้งก็พบเป็นสีเขียวเข้ม[ 11 ]สีของหินเป็นผลมาจากธาตุติดตามที่มีอยู่ในหิน ทั้งสีแดงและสีเขียวมักเกี่ยวข้องกับธาตุเหล็กใน รูป ออกซิไดซ์และรูปรีดิวซ์ตามลำดับ[ 5 ] [ 12 ]

คำอธิบาย

หินเชิร์ต (แถบสีเข้ม) ในหินปูนยุคดีโวเนียนคอร์ริแกนวิลล์-นิวครีก เมืองเอเวอเร็ตต์ รัฐเพนซิลเวเนีย
ชั้นหินเชิร์ตพับตัวที่ประกอบเป็นชั้นหินลิมินังคง (Liminangcong Formation) อายุปลายยุคเพอร์เมียนถึงยุคจูราสสิก ที่บูซวนกา ปาลาวันฟิลิปปินส์

ในทางปิโตรวิทยาคำว่า "เชิร์ต" โดยทั่วไปหมายถึงหินตะกอนที่ตกตะกอนทางเคมีทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยซิลิกาไมโครคริสตัลไลน์ คริปโตคริสตัลไลน์ และไมโครไฟเบอร์เป็นหลัก[ 13 ] เชิร์ตส่วนใหญ่มีซิลิกาเกือบบริสุทธิ์ โดยมีแร่ธาตุอื่น ๆ น้อยกว่า 5% (ส่วนใหญ่เป็นแคลไซต์ โดโลไมต์แร่ดินเหนียวฮีมาไทต์และสารอินทรีย์) [ 14 ] อย่างไรก็ตามเชิร์ตมีตั้งแต่เชิร์ตบริสุทธิ์มากที่มีปริมาณซิลิกามากกว่า 99% ไปจนถึงเชิร์ตแบบก้อนที่ไม่บริสุทธิ์ซึ่งมีปริมาณซิลิกาน้อยกว่า 65% อะลูมิเนียมเป็นธาตุรองที่พบมากที่สุด รองลงมาคือเหล็กและแมงกานีสหรือโพแทสเซียมโซเดียมและแคลเซียม[ 4 ] น้ำนอกผลึก (น้ำที่อยู่ภายในและรอบ ๆ เม็ดควอตซ์) ประกอบขึ้นเป็นเชิร์ตส่วนใหญ่น้อยกว่า 1% [ 15 ]

การจำแนกประเภทของ Folkแบ่งเชิร์ตออกเป็นสาม ประเภท ตามลักษณะเนื้อสัมผัสไมโครควอตซ์แบบเม็ดเป็นส่วนประกอบของเชิร์ตที่ประกอบด้วย เม็ด ควอตซ์ ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน โดยมีขนาดตั้งแต่เศษส่วนของไมครอนไปจนถึง 20 ไมครอน แต่โดยทั่วไปจะมีขนาด 8 ถึง 10 ไมครอนแคลเซโดนีเป็นควอตซ์ชนิดไมโครไฟเบอร์ ประกอบด้วยกลุ่มผลึกบางๆ ที่แผ่กระจายออกไปยาวประมาณ 100 ไมครอน เมกะควอตซ์ประกอบด้วยเม็ดที่มีขนาดใกล้เคียงกันมากกว่า 20 ไมครอน[ 13 ] [ 16 ]เชิร์ตส่วนใหญ่เป็นควอตซ์ไมโครคริสตัลไลน์ที่มีแคลเซโดนีเล็กน้อย และบางครั้งก็มีโอปอลแต่เชิร์ตมีตั้งแต่เกือบโอปอลบริสุทธิ์ไปจนถึงเกือบควอตซ์เชิร์ตบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม โอปอลที่มีอายุมากกว่า 60 ล้านปีมีน้อยมาก[ 16 ]เชิร์ตโอปอลมักมีฟอสซิลของไดอะตอม เรดิโอลาเรียนและหนามฟองน้ำแก้ว ที่มองเห็นได้ [ 17 ]

หินเชิร์ตพบได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น แหล่งสะสม น้ำพุร้อน ( ซิลิกาซินเตอร์ ) การก่อตัวของเหล็กแบบแถบ ( แจสปิไลต์ ) [ 4 ]หรือทะเลสาบอัลคาไลน์ [ 18 ] อย่างไรก็ตามหินเชิร์ตส่วนใหญ่พบได้ทั้งในรูปของหินเชิร์ตแบบชั้นหรือแบบก้อน[ 4 ] หินเชิร์ตแบบชั้นพบได้บ่อยกว่าใน ชั้นหิน ยุคพรีแคมเบรียนแต่หินเชิร์ตแบบก้อนกลับพบได้บ่อยขึ้นในยุคฟาเนโรโซอิกเนื่องจากปริมาณหินเชิร์ตทั้งหมดในบันทึกหินลดลง[ 19 ]หินเชิร์ตแบบชั้นนั้นหายากหลังจากยุคเมโซโซอิกตอน ต้น [ 20 ]หินเชิร์ตมีปริมาณปานกลางในช่วง ยุค ดีโวเนียนและคาร์บอนิเฟอรัสและมีปริมาณปานกลางอีกครั้งตั้งแต่ยุคจูราสสิกจนถึงปัจจุบัน[ 21 ]

หินเชิร์ตแบบชั้น

หินเชิร์ตแบบชั้น หรือที่รู้จักกันในชื่อหินเชิร์ตแบบริบบิ้น มีลักษณะเป็นชั้นบางๆ(มีความหนาไม่กี่เซนติเมตรถึงหนึ่งเมตร[ 22 ] ) ของหินเชิร์ตที่เกือบจะบริสุทธิ์คั่นด้วยชั้น หินดินดานที่อุดมด้วยซิลิกาบางมาก[ 23 ] โดยทั่วไปจะมีสีดำถึงเขียว และลำดับชั้นทั้งหมดอาจมีความหนาหลายร้อยเมตร หินดินดานโดยทั่วไปเป็นหินดินดานสีดำ บางครั้งมีไพไรต์ซึ่งบ่งชี้ถึงการตกตะกอนในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน[ 21 ]หินเชิร์ตแบบชั้นมักพบร่วมกับหินตะกอนแบบเทอร์บิไดต์ หินปูนน้ำลึกหินภูเขาไฟใต้น้ำ[ 23 ]โอฟิโอไลต์และเมลังจ์บนขอบที่ใช้งานอยู่ของแผ่นเปลือกโลก[ 24 ]โครงสร้างตะกอนนั้นหายากในหินเชิร์ตแบบชั้น[ 23 ]ความบริสุทธิ์สูงโดยทั่วไปของหินเชิร์ตแบบชั้น เช่นเดียวกับความบริสุทธิ์สูงของหินตกตะกอนทางเคมีอื่นๆ บ่งชี้ถึงการสะสมตัวในพื้นที่ที่มีการไหลเข้าของตะกอน น้อย (เช่น น้ำในแม่น้ำที่เต็มไปด้วยอนุภาคตะกอนและดินเหนียว) [ 25 ]สิ่งเจือปนที่มีอยู่ ได้แก่ไพไรต์และเฮมาไทต์ที่เกิดขึ้นเองในตะกอนหลังจากที่สะสมตัวแล้ว รวมถึงแร่ธาตุที่เกิดจากการผุพังในปริมาณเล็กน้อย[ 4 ​​]

โดยทั่วไปน้ำทะเลจะมีซิลิกาอยู่ระหว่าง 0.01 ถึง 11 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) โดยมีค่าประมาณ 1 ppm ซึ่งต่ำกว่าระดับความอิ่มตัวมาก แสดงว่าโดยปกติแล้วซิลิกาไม่สามารถตกตะกอนจากน้ำทะเลผ่านกระบวนการอนินทรีย์ได้ ซิลิกาจึงถูกสกัดจากน้ำทะเลโดยสิ่งมีชีวิต เช่น ไดอะตอม เรดิโอลาเรียน และฟองน้ำแก้ว ซึ่งสามารถสกัดซิลิกาได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้จากน้ำที่ไม่อิ่มตัวมาก[ 26 ]และคาดว่าในปัจจุบันจะผลิต โอปอลได้ 12 ลูกบาศก์กิโลเมตร (2.9 ลูกบาศก์ไมล์)ต่อปีในมหาสมุทรของโลก[ 27 ]ไดอะตอมสามารถเพิ่มจำนวนเป็นสองเท่าได้แปดครั้งต่อวันภายใต้สภาวะที่เหมาะสม (แม้ว่าโดยทั่วไปจะเพิ่มจำนวนเป็นสองเท่าวันละครั้งในน้ำทะเลปกติ) และสามารถสกัดซิลิกาจากน้ำที่มีซิลิกาเพียง 0.1 ppm ได้[ 28 ]สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ปกป้องโครงกระดูกของพวกมันจากการละลายโดยการ "หุ้มเกราะ" ด้วยไอออนโลหะ เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย โครงกระดูกของพวกมันจะละลายอย่างรวดเร็ว เว้นแต่จะสะสมอยู่ที่ก้นมหาสมุทรและถูกฝัง ทำให้เกิดตะกอนซิลิกาที่มีซิลิกา 30% ถึง 60% ดังนั้น หินเชิร์ตแบบชั้นจึงมักประกอบด้วยซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่หลั่งโครงกระดูกซิลิกา ซึ่งมักจะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากสารละลายและการตกผลึกใหม่[ 26 ]  

โครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ประกอบด้วยโอปอล-เอ ซึ่งเป็นซิลิกาแบบอสัณฐานที่ไม่มีโครงสร้างผลึกระยะยาว โอปอล-เอจะค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นโอปอล-ซีที ซึ่งเป็นซิลิกาแบบไมโครคริสตัลไลน์ที่ประกอบด้วยผลึกคริสโตบาไลต์และไตรไดไมต์เป็น ส่วนใหญ่ [ 29 ]โอปอล-ซีทีส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของเลพิสเฟียร์ซึ่งเป็นกลุ่มของผลึกแบบใบมีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 ไมครอน[ 30 ]โอปอล-ซีทีจะเปลี่ยนเป็นไมโครควอตซ์ ในน้ำทะเลลึก การเปลี่ยนไปเป็นโอปอล-ซีทีเกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ45 °C (113 °F)ในขณะที่การเปลี่ยนไปเป็นไมโครควอตซ์เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ80 °C (176 °F)อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านจะแตกต่างกันอย่างมาก และการเปลี่ยนผ่านจะเร็วขึ้นเมื่อมีแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นนิวเคลียสสำหรับการตกผลึกใหม่ เมกะควอตซ์ก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูงซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา[ 29 ]    

มีหลักฐานว่าเชิร์ตชนิดหนึ่งที่เรียกว่าporcelainiteซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณ opal-CT สูง จะตกผลึกใหม่ที่ระดับความลึกตื้นมาก[ 29 ] Caballos Novaculite ของเท็กซัสยังแสดงให้เห็นถึงสัญญาณของการสะสมตัวในน้ำตื้นมาก รวมถึงโครงสร้างตะกอนน้ำตื้นและevaporite pseudomorphsซึ่งเป็นแบบจำลองของผลึกของแร่ธาตุที่ละลายได้ซึ่งสามารถก่อตัวขึ้นได้เฉพาะในสภาวะใกล้ผิวดินเท่านั้นโนวาคูไลต์ นี้ ดูเหมือนจะเกิดขึ้นจากการแทนที่เม็ดอุจจาระ คาร์บอเนต ด้วยเชิร์ต[ 21 ]

พันธุ์ย่อย

หินเชิร์ตแบบชั้นสามารถแบ่งย่อยเพิ่มเติมได้ตามชนิดของสิ่งมีชีวิตที่สร้างโครงกระดูกซิลิกา[ 23 ]

หินเชิร์ตไดอะตอมประกอบด้วยชั้นและเลนส์ของไดอะตอมไมต์ซึ่งถูกเปลี่ยนระหว่าง กระบวนการ ไดอะเจเนซิสให้กลายเป็นหินเชิร์ตที่หนาแน่นและแข็ง ชั้นหินเชิร์ตไดอะตอมในทะเลซึ่งประกอบด้วยชั้นหินที่มีความหนาหลายร้อยเมตรได้รับการรายงานจากลำดับชั้นตะกอน เช่นการก่อตัวของมอนเทอเรย์ ใน ยุคไมโอ ซีน ของแคลิฟอร์เนีย และพบในหินที่มีอายุเก่าแก่ถึงยุคครีเทเชียส ไดอะตอมเป็นสิ่งมีชีวิตซิลิกาที่เด่นซึ่งรับผิดชอบในการสกัดซิลิกาจากน้ำทะเลตั้งแต่ยุคจูราสสิกและยุคต่อมา[ 31 ]

หินเรดิโอลาไรต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซากของเรดิโอลาเรียน เมื่อซากเหล่านี้ถูกเชื่อมติดกันอย่างดีด้วยซิลิกา จะเรียกว่าหินเชิร์ตเรดิโอลาเรียน [ 32 ] หลายแห่งแสดงหลักฐานว่ามีต้นกำเนิดในน้ำลึก แต่บางแห่งดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นในน้ำตื้นเพียง( 660 ฟุต) [ 33 ]อาจอยู่ในทะเลตื้นที่มีการไหลขึ้นของน้ำทะเลลึกที่อุดมไปด้วยสารอาหารซึ่งสนับสนุนผลผลิตอินทรีย์สูง [ 22 ]เรดิโอลาเรียนมีบทบาทสำคัญในการสกัดซิลิกาจากน้ำทะเลก่อนยุคจูราสสิก [ 34 ] 

สปิคูลาไรต์เป็นเชิร์ตที่ประกอบด้วยสปิคุลของฟองน้ำแก้วและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่นๆ เมื่อเชื่อมติดกันอย่างหนาแน่น จะเรียกว่าเชิร์ตสปิคูลาร์พบได้ร่วมกับหินทรายที่มีกลอโคไนต์ เป็นองค์ประกอบ หลักหินดินดานสีดำ หินปูนที่ มี ดินเหนียวเป็นองค์ประกอบ หลัก ฟอสฟอไรต์และหินที่ไม่ใช่ภูเขาไฟชนิดอื่นๆ ที่พบได้ทั่วไปในน้ำที่มีความลึกไม่กี่ร้อยเมตร[ 33 ]

หินเชิร์ตบางชั้นดูเหมือนจะไม่มีฟอสซิลแม้จะตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างใกล้ชิดก็ตาม ที่มาของหินเหล่านี้ยังไม่แน่นอน แต่อาจเกิดจากซากฟอสซิลที่ละลายหมดในของเหลว จากนั้นของเหลวเหล่านั้นจะเคลื่อนตัวไปตกตะกอนซิลิกาในชั้นหินใกล้เคียง[ 35 ] [ 36 ] นอกจากนี้ยังมีการเสนอว่าควอตซ์ที่เกิดจากลม เป็นแหล่งของซิลิกาสำหรับชั้นหินเชิร์ต [ 37 ] หินเชิร์ตชั้น ยุคพรีแคมเบรียนพบได้ทั่วไป คิดเป็น 15% ของหินตะกอนยุคพรีแคมเบรียนตอนกลาง[ 21 ]และอาจถูกสะสมโดยไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรที่มีซิลิกาอิ่มตัวมากกว่ามหาสมุทรในปัจจุบัน ระดับความอิ่มตัวของซิลิกาที่สูงนั้นเกิดจากกิจกรรมภูเขาไฟที่รุนแรงหรือการขาดสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันที่กำจัดซิลิกาออกจากน้ำทะเล[ 38 ]

หินเชิร์ตแบบเป็นก้อน

ก้อนหินเชิร์ตภายในหินปูนเนื้ออ่อนที่เมืองอัคชาโคกาประเทศตุรกี

หินเชิร์ตแบบก้อนพบได้บ่อยที่สุดในหินปูน แต่ก็อาจพบได้ในหินดินดาน[ 38 ]และหินทราย[ 25 ]พบได้น้อยในหินโดโลไมต์[ 1 ]หินเชิร์ตแบบก้อนในหินคาร์บอเนตพบเป็นก้อนรูปไข่ถึงก้อนรูปร่าง ไม่ สม่ำเสมอ ขนาดของก้อนเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ผงควอตซ์ไปจนถึงก้อนขนาดหลายเมตร โดยทั่วไปแล้วก้อนเหล่านี้จะอยู่ตามระนาบชั้นหินหรือ พื้นผิว สไตโลไลต์ (การละลาย) ซึ่งเป็นบริเวณที่สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์มักสะสมตัวและเป็นแหล่งของซิลิกาที่ละลาย แต่บางครั้งก็พบว่าตัดผ่านพื้นผิวชั้นหิน ซึ่งหินเชิร์ตจะเติมเต็มโพรงของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์โครงสร้างการหลบหนีของของเหลวหรือรอยแตก ก้อนที่มีขนาดเล็กกว่าไม่กี่เซนติเมตรมักมีรูปร่างคล้ายไข่ ในขณะที่ก้อนขนาดใหญ่จะมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและมีพื้นผิวเป็นปุ่มๆ ด้านนอกไม่กี่เซนติเมตรของก้อนขนาดใหญ่อาจแสดง รอยแตก แห้งที่มีหินเชิร์ตทุติยภูมิ ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นพร้อมกับก้อนนั้น บางครั้งพบฟอสซิลแคลเซียมที่ถูกซิลิกาอย่างสมบูรณ์[ 25 ]เมื่อพบเชิร์ตในชอล์กหรือมาร์ลมักจะเรียกว่าหินเหล็กไฟ[ 4 ]

หินเหล็กไฟที่มีเปลือกสีขาวผุกร่อน

หินเชิร์ตแบบเป็นก้อนมักมีสีเข้ม[ 25 ]อาจมี เปลือก ผุกร่อน สีขาว ซึ่งในทางโบราณคดีเรียกว่า คอ ร์เทกซ์

ก้อนเชิร์ตส่วนใหญ่มีลักษณะพื้นผิวที่บ่งชี้ว่าเกิดจากการแทนที่ไดอะเจเนติก โดยซิลิกาถูกสะสมแทนที่แคลเซียมคาร์บอเนตหรือแร่ดินเหนียว [ 4 ] กระบวนการนี้อาจเกิดขึ้นในบริเวณที่น้ำฝนผสมกับน้ำเค็มในชั้นตะกอน ซึ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์ติดอยู่ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีซิลิกาอิ่มตัวเกินและมีแคลเซียมคาร์บอเนตไม่อิ่มตัว[ 1 ]เชิร์ตแบบก้อนพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมของไหล่ทวีป[ 38 ]ในแอ่งเพอร์เมียน (อเมริกาเหนือ)ก้อนเชิร์ตและฟอสซิลที่กลายเป็นเชิร์ตมีอยู่มากมายในหินปูนของแอ่ง แต่มีน้อยมากในเขตการก่อตัวของคาร์บอเนตเอง นี่อาจสะท้อนถึงการละลายของโอปอลในบริเวณที่มีการสะสมคาร์บอเนตอย่างต่อเนื่อง การขาดแคลนสิ่งมีชีวิตที่มีซิลิกาในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ หรือการกำจัดโครงกระดูกที่มีซิลิกาโดยกระแสน้ำที่แรงซึ่งนำวัสดุที่มีซิลิกาไปสะสมใหม่ในแอ่งลึก[ 39 ]

ซิลิกาในเชิร์ตแบบก้อนมีแนวโน้มที่จะตกตะกอนเป็นโอปอล-เอ โดยพิจารณาจากแถบภายในในก้อน[ 39 ]และอาจตกผลึกใหม่โดยตรงเป็นไมโครควอตซ์โดยไม่ต้องตกผลึกใหม่เป็นโอปอล-ซีทีก่อน[ 38 ]เชิร์ตแบบก้อนบางชนิดอาจตกตะกอนโดยตรงเป็นไมโครควอตซ์เนื่องจากระดับความอิ่มตัวยิ่งยวดของซิลิกาต่ำ[ 25 ]

เหตุการณ์อื่นๆ

หินเหล็กแถบ ยุค พรีแคม เบรียน ประกอบด้วยชั้นสลับกันของหินเชิร์ตและออกไซด์เหล็ก[ 40 ] [ 41 ]

หินเชิร์ตที่ไม่ใช่หินทะเลอาจก่อตัวขึ้นในทะเลสาบอัลคาไลน์ที่มีความเค็มสูงในรูปของเลนส์บางๆ หรือก้อนที่มีโครงสร้างตะกอนที่บ่งชี้ถึงต้นกำเนิดจากแร่ระเหยหินเชิร์ตดังกล่าวเกิดขึ้นในปัจจุบันในทะเลสาบอัลคาไลน์ของหุบเขารอยแยกแอฟริกาตะวันออก [ 42 ] ทะเลสาบเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือมี น้ำเกลือ โซเดียมคาร์บอเนต ที่มี ค่า pHสูงมากซึ่งอาจมีซิลิกามากถึง 2700 ppm การไหลของน้ำจืดลงสู่ทะเลสาบทำให้ค่า pH ลดลงและตกตะกอนแร่ซิลิเกตโซเดียม ที่ผิดปกติอย่าง แมกาดิไอต์หรือเคนยาไอต์หลังจากถูกฝังและเกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาแร่เหล่านี้จะเปลี่ยนไปเป็นหินเชิร์ตชนิดแมกาดิ[ 39 ] ชั้นหินมอ ร์ริสันมีหินเชิร์ตชนิดแมกาดิซึ่งอาจก่อตัวขึ้นในทะเลสาบอัลคาไลน์ T'oo'dichi' [ 43 ]

เชิร์ตอาจเกิดขึ้นจากการแทนที่แคลครีตในดินฟอสซิล ( ดินโบราณ ) ด้วยซิลิกาที่ละลายจากชั้นเถ้าภูเขาไฟ ที่อยู่ด้านบน [ 44 ]

ฟอสซิล

ชั้นหินเชิร์ตที่ทนต่อการกัดเซาะในชั้นหินผิงโจวสมัยอีโอซีน ฮ่องกง

ลักษณะผลึกละเอียดของหินเชิร์ต ประกอบกับความสามารถในการต้านทานการผุกร่อนการตกผลึกใหม่และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา ที่สูงกว่าค่าเฉลี่ย ทำให้หินชนิดนี้เป็นหินที่เหมาะสำหรับการรักษารูปแบบชีวิตในยุคแรก[ 45 ]

ตัวอย่างเช่น:

การใช้งานในยุคก่อนประวัติศาสตร์และยุคประวัติศาสตร์

ปัจจุบันเชิร์ตมีความสำคัญทางเศรษฐกิจเพียงเล็กน้อยในฐานะแหล่งซิลิกา (ควอตซ์มีปริมาณมากกว่ามากในทราย) อย่างไรก็ตาม แหล่งสะสมเชิร์ตอาจเกี่ยวข้องกับแหล่งสะสมที่มีค่าของเหล็กยูเรเนียมแมงกานีสฟอสฟอไรต์และปิโตรเลียม [ 57 ]

เครื่องมือ

หินเชิร์ตจากลำธารมิลล์ครีกจากแหล่งโบราณคดีพาร์กินในรัฐอาร์คันซอ

ในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ หินเชิร์ตมักถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการสร้างเครื่องมือหินเช่นเดียวกับหินออบซิเดียนรวมถึงหินไรโอไลต์ เฟลไซต์วอตไซต์และหินเครื่องมือ อื่นๆ ที่ใช้ในการลดขนาดหินหินเชิร์ตจะแตกเป็นรูปกรวยเฮิรตซ์เมื่อถูกกระแทกด้วยแรงมากพอ ส่งผลให้เกิด การแตก แบบโค้งมนซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแร่ธาตุทั้งหมดที่ไม่มี ระนาบ การแตกในการแตกแบบนี้ กรวยของแรงจะแพร่กระจายผ่านวัสดุจากจุดที่ถูกกระแทก จนในที่สุดจะทำให้กรวยบางส่วนหรือทั้งหมดหายไป เช่นเดียวกับเมื่อแผ่นกระจกถูกกระแทกด้วยวัตถุแข็งขนาดเล็ก กรวยเฮิรตซ์บางส่วนที่เกิดขึ้นระหว่างการลดขนาดหินเรียกว่าเกล็ดและแสดงลักษณะเฉพาะของการแตกแบบนี้ รวมถึงแท่นกระแทกก้อนแรงและบางครั้งก็มีเอราลลูร์ซึ่งเป็นเกล็ดรองขนาดเล็กที่แยกออกจากก้อนแรงของเกล็ด[ 58 ]

เมื่อหินเชิร์ตกระทบกับพื้นผิวที่มีเหล็ก จะเกิดประกายไฟขึ้น ทำให้เชิร์ตเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการจุดไฟ และทั้งหินเหล็กไฟและเชิร์ตธรรมดาถูกนำมาใช้ในเครื่องมือจุดไฟประเภทต่างๆ เช่นกล่องไม้ขีดไฟตลอดประวัติศาสตร์ การใช้งานหลักทางประวัติศาสตร์ของเชิร์ตธรรมดาและหินเหล็กไฟคือการใช้ในปืนคาบศิลา ซึ่งการที่เชิร์ตกระทบกับแผ่นโลหะจะทำให้เกิดประกายไฟที่จุดติดกระบอกบรรจุผงดินปืน ขนาดเล็ก ทำให้ปืนลั่น[ 2 ] [ 59 ]

การก่อสร้าง

หินเชิร์ตอาจก่อให้เกิดปัญหาหลายประการเมื่อใช้เป็นส่วนผสม ใน คอนกรีต หินเชิร์ตที่ผุกร่อนอย่างรุนแรงจะเกิดการแตกเป็นรูพรุนบนพื้นผิวเมื่อใช้ในคอนกรีตที่ผ่านกระบวนการแข็งตัวและละลายซ้ำๆ เนื่องจากมีรูพรุนสูง

ข้อกังวลประการที่สองคือหินเชิร์ตบางชนิดเกิด ปฏิกิริยา อัลคาไล - ซิลิกากับซีเมนต์ที่มีอัลคาไลสูง ปฏิกิริยานี้ทำให้คอนกรีตแตกร้าวและขยายตัว และในที่สุดก็ทำให้วัสดุเสียหาย[ 60 ]

พันธุ์ต่างๆ

มีหินเชิร์ตหลากหลายชนิด ซึ่งจำแนกตามลักษณะที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ลักษณะทางจุลภาค และลักษณะทางกายภาพ[ 9 ] [ 10 ]ตัวอย่างเช่น:

  • หินฟลินท์เป็นควอตซ์ไมโครคริสตัลไลน์ขนาดกะทัดรัด เดิมทีเป็นชื่อเรียกของหินเชิร์ตที่พบในหินชอล์กหรือหินปูนมาร์ลที่เกิดจากการแทนที่แคลเซียมคาร์บอเนตด้วยซิลิกาโดยทั่วไปพบเป็นก้อน และในสมัยก่อนมักใช้ทำเครื่องมือมีคม ปัจจุบัน นักธรณีวิทยาบางคนเรียกหินเชิร์ตสีเทาเข้มถึงดำว่าหินฟลินท์[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]สีเข้มเกิดจากสารอินทรีย์ที่แทรกอยู่[ 21 ]ในหมู่ผู้ที่ไม่ใช่นักธรณีวิทยา ความแตกต่างระหว่าง "หินฟลินท์" และ "หินเชิร์ต" มักเป็นเรื่องของคุณภาพ โดยหินเชิร์ตมีคุณภาพต่ำกว่าหินฟลินท์ การใช้คำศัพท์นี้แพร่หลายเป็นพิเศษในสหราชอาณาจักร ซึ่งหินฟลินท์แท้ส่วนใหญ่ (ที่พบในหินชอล์ก) มีคุณภาพดีกว่า "หินเชิร์ตทั่วไป" (จากหินปูน) [ 64 ]
  • "หินเชิร์ตธรรมดา" เป็นหินเชิร์ตชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นในชั้นหินปูนโดยการแทนที่แคลเซียมคาร์บอเนตด้วยซิลิกา หินเชิร์ตชนิดนี้พบได้มากที่สุด โดยทั่วไปแล้วถือว่ามีคุณสมบัติไม่น่าสนใจเท่าหินเหล็กไฟสำหรับการผลิตอัญมณีและเครื่องมือมีคม
  • แจสเปอร์เป็นหินเชิร์ตชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นจากแหล่งสะสมหลัก พบในหรือเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของหินอัคนี และมีสีแดงอันเป็นเอกลักษณ์เนื่องจากมีฮีมาไทต์แทรกอยู่ แจสเปอร์มักพบในสีดำ เหลือง และเขียว ขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็กที่ประกอบอยู่ แจสเปอร์มักทึบแสงถึงเกือบทึบแสง[ 65 ]แจสเปอร์ยังพบได้ในการก่อตัวของเหล็กแบบแถบ ซึ่งเรียกว่าแจสปิไลต์[ 4 ]
  • เรดิโอลาไรต์เป็นหินเชิร์ตชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นจากการสะสมตัวครั้งแรกและมีไมโครฟอสซิลเรดิโอลาเรียน อยู่ภายใน [ 32 ]หลายแห่งแสดงหลักฐานว่ามีต้นกำเนิดในน้ำลึก แต่บางแห่งก็ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในน้ำตื้นเพียง200 เมตร (660 ฟุต ) [ 32 ] 
  • แคลเซโดนีเป็นควอตซ์ที่มีเส้นใยขนาดเล็ก[ 16 ]
  • อะเกตเป็นแคลเซโดนีที่มีแถบสีชัดเจน โดยแต่ละชั้นจะมีสีหรือค่าที่แตกต่างกัน[ 66 ]
  • โอนิกซ์เป็นหินอะเกตลายแถบที่มีชั้นเป็นเส้นขนานกัน มักเป็นสีดำและสีขาว ( ซาร์โดนิกซ์ ) [ 67 ]
  • หินเชิร์ตชนิดมากาดีเป็นหินชนิดหนึ่งที่เกิดจากสารตั้งต้นโซเดียมซิลิเกตในทะเลสาบที่มีความเป็นด่างสูง เช่นทะเลสาบมากาดีในเคนยา[ 68 ]
  • โนวาคูไลต์เป็นหินเชิร์ตสีขาวบริสุทธิ์ที่มีความหนาแน่นสูง เนื้อละเอียด และสม่ำเสมอ มีปริมาณน้ำนอกผลึกสูง[ 21 ]พบได้ทั่วไปใน หิน ยุคพาลีโอโซอิก ตอนกลาง ของเท็กซัสโอคลาโฮ มา และอาร์คันซอทางตอนกลางตอนใต้ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเกิด ขึ้นบ้าง [ 4 ]
  • พอร์เซลาไนต์เป็นคำที่ใช้เรียกหินซิลิกาเนื้อละเอียดที่มีเนื้อสัมผัสและรอยแตกคล้ายกับเครื่องเคลือบดินเผาที่ไม่เคลือบผิว น่าจะก่อตัวในน้ำตื้นและประกอบด้วยโอปอล-CT เป็นส่วนใหญ่[ 69 ]
  • หินเชิร์ตไตรโพลิติก (หรือไตรโพลิ) เป็นหินตะกอนซิลิกา (ส่วนใหญ่เป็นแคลเซโดนิก) สีอ่อน มีรูพรุน เปราะบาง ซึ่งเกิดจากการผุพัง (การกำจัดแคลเซียม) ของหินเชิร์ตหรือหินปูนซิลิกา[ 70 ]
  • ซิลิกาซินเตอร์เป็นหินซิลิกาที่มีรูพรุน ความหนาแน่นต่ำ สีอ่อน ซึ่งเกิดจากการสะสมตัวของน้ำจากน้ำพุร้อนและน้ำพุร้อนไกเซอร์[ 4 ]
  • โมซาร์ไคต์เป็นหินเชิร์ตยุคออร์โดวิเชียนที่มีสีสันหลากหลาย ขัดเงาง่าย และมีความเงางามสูง เป็นหินประจำรัฐมิสซูรี[ 71 ]

คำโบราณอื่นๆ ที่ใช้เรียกหินเชิร์ตน้อยกว่า ได้แก่ หินไฟและหินซิลิกซ์[ 72 ]

ดูเพิ่มเติม

  • ภาพและหมายเหตุเกี่ยวกับ: การก่อตัวของต้นมะเดื่อ
  • ภาพถ่ายจุลทรรศน์ของฟอสซิลต้นมะเดื่อ
  • Schopf, JW (1999) แหล่งกำเนิดชีวิต: การค้นพบฟอสซิลยุคแรกสุดของโลกสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน 336 หน้าISBN  0-691-00230-4
  • คู่มือทางโบราณคดีเกี่ยวกับประเภทของหินเชิร์ตในภาคตะวันออกกลางของรัฐอิลลินอยส์

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เชิร์ต

เชิร์ต ( / tʃ ɜːr t / ) เป็น หินตะกอนเนื้อ ละเอียดแข็งที่ประกอบด้วย ควอตซ์ ไมโครคริสตัลไลน์ หรือ คริ ปโตคริสตัลไลน์ [ 1 ] ซึ่ง เป็นรูปแบบแร่ของ ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO 2 ) [ 2 ]...

คำอธิบาย

ใน ทางปิโตรวิทยา คำว่า "เชิร์ต" โดยทั่วไปหมายถึงหินตะกอนที่ตกตะกอนทางเคมีทั้งหมดซึ่ง ประกอบด้วย ซิลิกาไมโครคริสตัลไลน์ คริปโตคริสตัลไลน์ และไมโครไฟเบอร์เป็นหลัก [ 13 ] เชิร์ต ส่วนใหญ่ มี ซิลิกา เกือบ บริสุทธิ์ โดยมีแร่ธาตุอื่น ๆ น้อยกว่า 5% (ส่วนใหญ่เป็น...

หินเชิร์ตแบบชั้น

หินเชิร์ตแบบชั้น หรือที่รู้จักกันในชื่อหินเชิร์ตแบบริบบิ้น มีลักษณะเป็นชั้นบางๆ ( มีความหนาไม่กี่เซนติเมตรถึงหนึ่งเมตร [ 22 ] ) ของหินเชิร์ตที่เกือบจะบริสุทธิ์คั่นด้วยชั้น หินดินดาน ที่อุดมด้วยซิลิกาบางมาก[ 23 ] โดย ทั่วไปจะมีสีดำถึงเขียว...

หินเชิร์ตแบบเป็นก้อน

หินเชิร์ตแบบก้อนพบได้บ่อยที่สุดในหินปูน แต่ก็อาจพบได้ใน หินดินดาน [ 38 ] และหินทราย [ 25 ] พบได้น้อยในหิน โดโลไมต์ [ 1 ] หินเชิร์ตแบบก้อนใน หินคาร์บอเนต พบเป็นก้อนรูปไข่ถึง ก้อนรูปร่าง ไม่ สม่ำเสมอ...