กิจกรรมการเรียนรู้ เรื่อง สวนหิน
สวนหินเป็นฐานการเรียนรู้ผ่านนิทรรศการเกี่ยวกับหินชนิดต่าง ๆ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ 1) หินอัคนี ได้แก่ หินแกรนิต หินไรไอไลท์ หินแอนดิไซน์ หินบะซอลต์ 2) หินตะกอนหรือหินชั้น ได้แก่ หินกรวดมน หินกรวดเหลี่ยม หินทราย หินดินดาน หินปูนซากดึกดำบรรพ์ หินปูน 3) หินแปร ได้แก่ หินอ่อน หินชนวน หินไนซ์ หินควอตซ์ไซต์ ในการจุดประกายความคิดทางด้านวิทยาศาสตร์ให้กับผู้รับบริการ โดยผู้รับบริการสามารถแลกเปลี่ยนเรียนรู้ร่วมกัน ด้วยวิธีการศึกษากับสื่อการเรียนรู้จริง ทำให้ผู้รับบริการเห็นความสำคัญของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่สอดคล้องกับชีวิตประจำวัน
หินอัคนี (Igneous Rocks) คือ หินหนืดที่หลอมเหลวด้วยอุณหภูมิที่ร้อนจัดมีชื่อเรียกต่าง ๆ กันดังนี้
1. หินแกรนิต (Granite) เป็นประเภทหินอัคนีแทรกซอน เป็นเนื้อหยาบหรือเป็นดอกผลึกเกาะกันแน่นเห็นได้ชัด ทั่วไปเป็นหินสีจาง ส่วนใหญ่จะมีแร่พวกเฟลด์สปาร์และควอร์ต เมื่อทุบดูจะเห็นผิวหน้าที่ขรุขระได้ชัดเจน เป็นหินที่เกิดจากเย็นตัวภายในเปลือกโลกอย่างช้า ๆ พบได้บวิเวณภาคตะวันออก จังหวัดจันทบุรี ระยอง ชลบุรี ภาคเหนือที่เชียงราย ตาก ภาคใต้แถบบริเวณแขตแดนไทย - พม่า จังหวัดยะลา และจังหวัดนราธิวาส ใช้เป็นหินประดับและหินก่อสร้าง เป็นวัสดุส่วนผสมคอนกรีตทำถนน ทำอนุสาวรีย์ ทำครก
2. หินบะซอลต์ (Basalt) เป็นหินอัคนีพุ เนื้อละเอียดและหนัก สีเข้มเทาถึงดำ น้ำตาลแก่ ส่วนมากมีรูพรุน เกิดจากการ เย็นตัวของลาวาอย่างเร็ว องค์ประกอบของแร่ที่สำคัญ คือ แร่แพลจิโอเคลสเฟลด์สปาร์ และมีสีเข้มอื่น ๆ เช่น ไพรอกซีนละเอียดมา เฟลด์สปาร์ ฮอร์นแบลนด์ และโอลิวีน แต่ผลึกแร่เล็กละเอียดมาก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็นและยังไม่ทำปฏิกิริยากับกรดเกลือ พบมากที่จังหวัดจันทบุรี ตราด กาญจนบุรี แพร่ บุรีรัมย์ สุรินทร์ ศรีสะเกษ เชียง และลำปาง เป็นหินที่พบว่าเกิดพลอยพวก คอรันดัม เช่น ทับทิม ไพลิน ใช้ในการก่อสร้างแต่ไม่ดีนัก แต่ถ้าจำเป็นใช้เป็นวัสดุก่อสร้างทางได้ หินบะซอลต์ ถ้าผุจะกลายเป็นดินที่ใช้ประโยชน์ในการเพาะปลูกและยังเป็นหินประดับได้
3. หินไรโอไลต์ (Ryolite) ประเภทหินอัคนีพุ เกิดจากการเย็นตัวของลาวาเย็นตัวอย่างรวดเร็ว มีเนื้อละเอียดมาก โดยทั่วไปมักจะมีสีจาง เช่น ขาว ชมพูซีด หรือเทา ซึ่งประกอบด้วยแร่เฟลด์สปาร์ และแร่ควอร์ต แร่อื่น ๆ ที่มีแต่ไม่สำคัญ ได้แก่ ไบโอไทต์ ฮอร์นแบลนต์ บางครั้งอาจจะพบผลึกที่มีขนาดโต แหล่งที่พบแหล่ง หินจะโผล่ปรากฏเป็นบริเวณทั่วไปตามภาคาต่าง ๆ ยกเว้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พบบริเวณที่มีลักษณะเป็นภูเขาใหญ่ที่ต่อเนื่องกัน พบที่จังหวัดสระบุรี ลพบุรี เพชรบุรี และจังหวัดแพร่ ใช้เป็นหินก่อสร้าง ทำถนน ทางรถไฟ ทำครก ประดับสวนและอาคาร
4. หินแอนดีไซต์ (Andesite) เกิดจากการเย็นตัวของลาวา ในลักษณะเดียวกับหินไรโอไรต์ แต่มีองค์ประกอบของแมกนีเซียม และเหล็กมากกว่า จึงมีสีเขียวเข้ม
หินตะกอนหรือหินชั้น (Sedimentary Rocks) เกิดจากหินทุกประเภทซึ่งแตกเป็นเศษหินขนาดต่าง ๆ รวมทั้งซากพืชและซากสัตว์ เมื่อถูกแรงน้ำ แรงลม พัดพาไปสะสมเป็นตะกอนตามที่ต่าง ๆแสดงลักษณะเป็นชั้น ๆ โดยมีแร่ธาตุต่าง ๆช่วยเป็นวัตถุประสานจนกลายเป็นหินเรียกว่า หินตะกอนหรือหินชั้น ได้แก่
1. หินกรวดเหลี่ยม (Breccia) เป็นประเภมหินเนื้อหยาบเกิดจากตะกอนซึ่งเป็นหินกรวด ทราย ที่ถูกกระแสน้ำพัดพามาอยู่รวมกัน เกาะตัวกันเป็นก้อนหิน ลักษณะคล้ายกับหินกรวดกลมมาก แต่แตกต่างกันที่รูปร่างของอนุภาคหิน โดยชนิดนี้จะมีอนุภาคเป็นเหลี่ยม มักจะเกิดในบริเวณ ใกล้ ๆ แหล่งกำเนิดของเศษหิน ทำให้เศษหินยังไม่ถูกบดสีจนมีลักษณะมน ผันแปรไปแล้วแต่ชนิดของหินหรือแร่ดั้งเดิม พบในบริเวณใกล้ ๆ ฐานของหุบเขา ตามรอยแตกของหินที่ชันหรือตามทางน้ำไหลบนภูเขา จังหวัดที่พบ ได้แก่ เลย ชัยภูม สุรินทร์ นครราชสีมา บุรีรัมย์ และศรีสะเกษ ใช้เป็นวัสดุก่อสร้างทางหรือปกคลุมส่วนนอกของคันทางดินของเขื่อน
2. หินทราย (Sandstone) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดปานกลาง จับดูระคายมือ เพราะประกอบด้วยเม็ดทรายขนาดแตกต่างกัน เม็ดแร่ส่วนใหญ่เป็นแร่ควอร์ต แต่อาจมีแร่อื่นและเศษหินดินปะปนอยู่ด้วย เพราะมีวัตถุประสารมีความแข็งมากสามารถขูดเหล็กเป็นรอยได้ มีสีต่าง ๆ เช่น เทา แดงน้ำตาล เขียว เหลืองอ่อน อาจแสดงรอยชั้นให้เห็นมีซากดึกดำบรรพ์ เกิดจากการรวมตัวกันของเม็ดทราย องค์ประกอบหลักเป็นแร่ควอตซ์ อาจมีแร่แมกเนไทต์และไมกาปะปนอยู่ วัตถุประสารส่วนมากเป็นพวกซิลิกา แคลไซด์ โดโลไบต์ เหล็กออกไซด์ ซึ่งมักทำให้หินมีสีเหลือง น้ำตาล แดง พบอยู่ทั่วไป แต่พบมากในภาคอีสาน จังหวัดราชบุรี เพชรบุรี กาญจนบุรี และทางภาคใต้บางแห่ง ใช้เป็นวัสดุในการก่อสร้างทำถนน สร้างโบราณสถาน สร้างปราสาท แกะสลัก และทำหินลับมีด
3. หินดินดาน (Shale) เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาค ทรายแป้งและ อนุภาคดินเหนียวทับถมกันเป็นชั้นบาง ๆ ขนานกัน เมื่อทุบหินจะแตกตัวตามรอยชั้น(ฟอสซิลมีอยู่ในหินดินดาน) ประกอบด้วยแร่ควอร์ต ซึ่งมีจำนวนน้อยกว่ามอนต์มอร์ลโลไนต์ ดินเหนียว และไมกา แหล่งที่พบเกือบทุกจังหวัดในภาคกลางของประเทศไทย แหล่งใหญ่ คือบริเวณจังหวัดสระบุรี อยุธยา ลพบุรี เป็นวัสดุผสมใช้ทำซีเมนต์ บางทีก็นำมาปูถนนแต่หักง่าย เพราความเชื่อมแน่นของหินต่ำและยังนำมาทำเป็นประดับได้ด้วย
4. หินปูน (Limestone) เป็นหินตะกอน มีเนื้อแน่นละเอียดทึบ มีสีออกขาว เทา ชมพู หรือสีดำก็ได้ อาจมีซากดึกดำบรรพ์ในหินได้ เช่น ซากหอย ปะการัง เกิดจากการทับถมของสารอนินทรีย์ และซากสิ่งมีชีวิต ซึ่งถับถมกันภายใต้ความกดดันและตกผลึกใหม่เป็นแร่แคลไซต์จึงทำปฏิกิริยากับกรด เป็นฟองฟู่ของก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ออกมา แหล่งที่พบจังหวัดสระบุรี ลพบุรี ราชบุรี เพชรบุรี ลำปาง เชียงใหม่ เชียงราย กระบี่ พังงาและสระแก้ว เป็นต้นหินปูนใช้ทำ ปูนซิเมนต์ และใช้ในการก่อสร้าง ทำถนน ทางรถไฟ เผาทำปูนขาวหรือปูนกินหมากทำแคลเซียมคาร์ไบต์ ทำวัสดุทนไฟ ทำปุ๋ยและทำสีผม
5. หินศิลาแลง (Laterite) เป็นหินตะกอน ชะสารประกอบอะลูมิเนียมออกไซต์ออกไป มีรูพรุนอยู่ทั่วก้อน สีแดงถึงน้ำน้ำตาลแดง แข็งจับตัวเป็นก้อน เกิดการชะล้างเหล็กและอลูมิเนียมออกไซต์ลงไปสะสมในน้ำใต้ดิน เมื่อมีการเปลี่ยนระดับน้ำใต้ดินขึ้น-ลงตามฤดูกาลทำให้ชะสารอื่น ๆ หลุดร่อน เหลือแต่สารประกอบโลหะที่มีความแข็งแรงมาก ประกอบด้วยสารเหล็กออกไซต์และอะลูมิเนียมออกไซต์ ใช้ในการก่อสร้างกำแพงโบราณ ทำถนน และทำหินประดับปูพื้น
6. หินไม้กลายเป็นหิน (Petrified Wood) เป็นตะกอน คล้ายท่อนไม้หรือชั้นไม้ แต่มีลักษณะแข็งเหมือนเนื้อหิน เกิดจากการแทนที่ของซิลิกาที่เข้าไปแทนที่อินทรียวัตถุของเนื้อไม้ โมเลกุลต่อโมเลกุล จนเปลี่ยนสภาพหินไปทั้งหมด โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและโครงสร้าง กระบวนการนี้เรียกว่า Silicification ปกติซิลิกาในเนื้อไม้นี้อยู่ในรูปของโอปอล (Opal=SiO2nHO2 ) หรือคาลซิโดนี (Chalcedony) มีความหมายเหมือน Silicified wood, agatiged, opaliged wood และ woodstone ประกอบด้วยแร่ซิลิกา บางครั้งก็พบแร่แคลไซต์ปะปนอยู่ พบในบริเวณทั่วไปของทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือและจังหวัดตาก ใช้ประดับตกแต่งสวนและบ้าน
7. หินเชิร์ต (Chert) เป็นประเภทหินตะกอน มีลักษณะเนื้อแน่นแข็ง สีเทาอ่อน ดำ รอยแตกขรุขระ เกิดจากสารพวกซิลิกา ซึ่งละลายมาจากหินเดิมตกตะกอนใหม่และสะสมแทรกอยู่ในชั้นหินต่าง ๆ ส่วนมากพบในหินปูน ประกอบด้วยแร่ซิลิกา พบในประเทศไทยส่วนใหญ่หาพบได้ยาก ใช้ทำเครื่องประดับ ทำเลนส์
8. หินปูนซากดึกดำบรรพ์ (Fossil Limestone) ประเภทหินตะกอน เป็นหินปูนที่มีเนื้อแน่นละเอียดทึบ มีสีออกขาว เทา ชมพู หรือสีดำก็ได้ มีซากดึกดำบรรพ์ปนอยู่ในเนื้อหินได้ เช่น ซากหอย ปะการัง ภูเขาหินปูนมักมียอดยักแหลมเป็นหน้าผาและเป็นหินที่ละลายน้ำได้ดี เกิดจากการตกตะกอนทางอนินทรีย์เคมี หรือจากการสะสมของเปลือกหอยเนื้อปูน หรือจากทั้งสองรวมกัน ประกอบด้วยแร่แคลเซียมคาร์บอเนต โดยมากเป็นแคลไซต์ ซึ่งทดสอบได้ง่าย โดยใช้กรดเกลือชนิดเจือจางหยดดู จะเกิดฟองฟู่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์ออกมา พบในจังหวัดสระบุรี เพชรบุรี กระบี่ นครศรีธรรมราช พังงา เป็นต้น ใช้ในอุตสาหกรรมทำถนน ทางรถไฟ เผาทำปูนขาวหรือปูนกินหมาก ทำแคลเซียมคาร์ไบต์ ทำวัสดุทนไฟ ทำปุ๋ยและทำสี
หินแปร (Metamorphic Rocks) เกิดจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติทำให้หินอัคนีและหินตะกอนได้รับความร้อนและแรงดันสูงมากมาย จึงเกิดการเปลี่ยนแปลงทั้งชนิดแร่ประกอบหิน กลายเป็นหินชนิดใหม่ หลากหลายชนิดเรียกว่า หินแปร ได้แก่
1 . หินไนซ์ (Gneiss) เป็นหินแปรเนื้อหยาบ มีริ้วขนาน หยักคดโค้งไม่สม่ำเสมอสีเข้มและจางสลับกัน เนื้อหยาบ แปรสภาพมาจากหินแกรนิต เกิดจากการแปรสภาพแบบภูมิภาพเกรดสูง ซึ่งเป็นผลจากความร้อนและความกดดันสูง โดยเดิมเป็นหินอัคนีและหินตะกอน มีแร่ควอร์ตโพแทชเฟลต์สปาร์ แร่มัสโคไวต์ แร่คอร์เดียไรต์ พบในจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ชลบุรี ตาก เชียงใหม่ เชียงราย ใช้ทำหินบด ทำครก หินประดับ
2. หินควอร์ตไซต์ (Quartzite) เป็นหินแปรเนื้อละเอียด เนื้อผลึกคล้ายน้ำตาล ทราย มีสีเทา หรือสีน้ำตาลอ่อน มีความแข็งแรงมาก เมื่อแตกจะมีผิวรอบรอยแตกแบบโค้งเว้า เกิดเป็นผลึกที่เกาะเกี่ยวซึ่งกันและกัน เป็นผลของการเกิดการตกตะกอนใหม่ อาจจะเกิดภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและความดันของการเกิดหินตะกอนในที่ตื้น และตกผลึกในช่องว่างต่าง ๆ ทำให้หิมมีเนื้อแน่นขึ้น มีแร่ควอร์ต แร่คลอไรค์ แร่เฟลด์สปาร์ เป็นองค์ประกอบ พบในจังหวัดชลบุรี กาญจนบุรี ประจวบคีรีขันธ์ ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแก้ว
3. หินชนวน (Slate) เป็นหินแปรเนื้อละเอียดมากมักแยกออกเป็นแผ่น ผิวรอยแยกเรียบ มีแร่ประกอบในหินไม่อาจแยกด้วยตาเปล่า มีแร่ดินเหนียวเป็นส่วนใหญ่ รอยแตกมักขนานกับชั้นหินมีสีต่างกันตามสารที่ประกอบอยู่ เช่น สีเทาถึงดำ มีธาตุคาร์บอนจากหินเดิมและคาร์บอนอาจจะเปลี่ยนเป็นแกรไฟต์ หินชนวนสีแดงหรือม่วงเกิดจากเหล็กและแมงกานีสออกไซต์ สีเขียวมีเหล็กเฟอรรัสซิลิเกตในหิน เกิดจากการแปรสภาพของหินดินดาน และหินอัคนีที่เป็นเกรดต่ำ เนื่องจากถูกความกดดันและความร้อน มีแร่คลอไลด์ และแร่ไมกา เป็นองค์ประกอบ พบจังหวัดชลบุรี กาญจนบุรี ระยอง นราธิวาส นครศรีธรรมราช และนครราชสีมา ใช้เป็นกระดานชนวนเขียนหนังสือ ใช้มุงหลังคา ตกแต่งบ้าน ปูพื้นโต๊ะ 4. หินอ่อน (Marble) เป็นหินแปรเนื้อละเอียดถึงหยาบ แปรสภาพมาจากหินปูน โดยการแปรสัมผัสที่มีอุณหภูมิสูงจนแร่แคลไซต์หลอมละลายและตกผลึกใหม่ ทำปฏิกิริยากับกรดทำให้เกิดฟองฟู่ มีแร่แคลไซต์ แร่คัลไซต์ แร่โดโลไมต์ พบในจังหวัดสระบุรี ลพบุรี ชลบุรี กาญจนบุรี และประจวบคีรีขันธ์ หินอ่อนใช้เป็นวัสดุตกแต่งอาคาร หินขัด หินประดับ ทำถนน รองทางเดินรถไฟ และแกะสลัก
5. หินชีสต์ (Schist) ประเภทหินแปร มีเนื้อหยาบสามารถมองเห็นเม็ดแร่ต่าง ๆ ด้วยตาเปล่า สามารถแยกแยะชนิดแร่ในหินได้อย่างชัดเจน การเรียงตัวขนานกันของแร่แผ่นเป็นไปอย่างมีระเบียบ ทำให้เกิดโครงสร้างระนาบที่ เรียกว่า schistosity เกิดจากหินตะกอน หินอัคนี และหินแปร ที่ถูกสภาวะแปรสภาพด้วยความกดดันและความร้อนสูง มีแร่ไมกา ทัลก็ คลอไรต์ ฮีมาไทต์ แกรไฟต์ เป็นองค์ประกอบของหินชีสต์ พบได้ที่เขื่อนภูมิพล จังหวัดตาก อำเภอบ้านไร่ จังหวัดอุทัยธานี และอำเภอหัวหิน จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ใช้ทำหินประดับ