เอกสารประกอบคําสอนวิชา ธรณีวทยากายภาพ
                            ิ
    (Lecture note: Physical Geology)
คํานํา


 สไลด์ชุดนีได้จดทําขึนเพือใช้ประกอบคําสอนวิชา ธรณี วทยากายภาพ (Physical geology) ซึ ง
               ั                                    ิ
 เป็ นเอกสารภายในของภาควิชาธรณี วทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ทีผูจด
                                 ิ                                            ้ั
 ทําได้พยายามรวบรวมข้อมูล แผนภาพ และรู ปภาพจากแหล่งข้อมูลต่างๆ ทังในตําราเรี ยนต่าง
 ประเทศ และภายในประเทศ รวมถึงรู ปภาพทีสามารถดาวโลดด์ได้จากอินเตอร์เน็ต โดยมิได้มี
                                                                     ่
 วัตถุประสงค์เพือการจําหน่าย แต่ตองการทีจะทําให้เอกสารชุดนีทันสมัยอยูตลอดเวลาพร้อม
                                 ้
 กับสามารถให้นิสิตในภาควิชา และนิสิตนอกภาควิชา สามารถเข้าใจในเนือหาวิชานีได้อย่าง
 ง่ายขึน ผูจดทําต้องขออภัยหากการอ้างอิงแหล่งข้อมูลในเอกสารชุดนีไม่ครบถ้วน และหากผู ้
           ้ั
 เรี ยนมีขอเสนอแนะเพิมเติมประการใด กรุ ณาแจ้งได้ตลอดเวลา
          ้
Physical Geology         ธรณีวทยากายภาพ
                                  ิ



เนือหา : ประวัติและกําเนิดของโลก โครงสร้ างและส่ วนประกอบ การกระจาย
   -
และการเปลียนแปลงของผิวเปลือกโลก กระบวนการสํ าคัญทีมีผลต่ อสภาพของ
          :                                           :
เปลือกโลก หินและแร่ ธาตุทสําคัญ การจําแนกการกระจายทรัพยากรธรณีวทยา
                           ี:                                   ิ
และสภาพแวดล้ อมทีเ: กียวข้ อง รวมทั-งผลจากการกระทําของมนุษย์
                      :
ธรณีวทยา (Geology) คืออะไร
     ิ
รู ปนีบอกอะไรบ้างในทางธรณี วทยา
                            ิ
กําเนิดโลก (Origin of the Earth)



  โลกและระบบสุ ริยะจักรวาล กําเนิดในเวลาใกล้เคียงกันคือประมาณ 4.6 พันล้านปี มาแล้ว
ขนาดและตําแหน่งของโลกมีความเหมาะสมให้สิงมีชีวิตกําเนิ ดขึน เมือประมาณ 3.8 พันล้านปี
มาแล้ว
  โลกแบ่งตามวิวฒนาการได้เป็ น 5 ขัน ได้แก่ขนเริ มแรก ขันก่อเหล็ก ขันแยกชัน ขันเกิดใหม่
                  ั                             ั
และขันเย็นตัวลง ในขันแรกเริ มประมาณ 4.6 พันล้านปี มาแล้ว เป็ นการรวมตัวกันของธาตุและ
สารประกอบต่างๆทําให้เกิดการพอกตัวจนเกิดพลังงานความร้อนเนืองจากการชนกันของสาร
ในทีสุ ดโลกจึงเกิดการหดตัวหลังจากมีการพอกตัว ทําให้อุณหภูมิโลกสู งมากขึน การสลายตัว
ของสารกัมมันตรังสี ทีเกิดขึนอย่างต่อเนืองเป็ นตัวช่วยเสริ มความร้อน
กําเนิดโลก (Origin of the Earth) (ต่ อ)


ต่อมาในขันก่อเหล็ก เหล็กเกิดการละลาย จึงเกิดเป็ นแกนโลกได้ ส่ วนชันอืน เช่นเนือโลกมี
การจมตัวและลอยตัวของธาตุทีหนักและเบาเกิดเป็ นขันแยกชัน ต่อมาผลของการพาความ
ร้อนในชันเนือโลก จึงเกิดเป็ นเปลือกโลก ทําได้ขนเกิดใหม่ของโลก และในทีสุ ด เมือโลก
                                              ั
เย็นตัวลงจึงเกิดกระบวนการการพืนผิวในทีสุ ด จึงได้เปลือกทวีปและเปลือกมหาสมุทร
       ชันบรรยากาศทีเกิดขึนเป็ นผลเนืองมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ ซึ งปล่อยนําภายใน
โลกออกมามากมาย ซึ งมีผลต่อการสร้างบรรยากาศใหม่ของ H2O, CO2, methane, N2 นอก
                                   ั
จากนีตําแหน่งของโลกทีสัมพันธ์กบของดวงอาทิตย์ทาให้นากลันตัวเป็ นมหาสมุทร ในทีสุ ด
                                                  ํ    ํ
เมือสภาพเหมาะสมจึงเกิดสิ งมีชีวตขึนได้ ขนาดของโลกยังทําให้การระเบิดของภูเขาไฟ ยัง
                                 ิ
คงมีอย่างต่อเนืองจนถึงปั จจุบนนี
                             ั
(เปลือกโลก)




              (แก่ นโลก)

                             (เนือโลกชั-นล่ าง)
                                 -


                           (เนือโลกชั-นบน)
                               -
วัฏจักรหิน (Rock Cycle)
กําเนิดชีวต (Origin of Life)
             ิ

โดยทัวๆไปในจักรวาล จะพบสสารต่างๆเช่น C, H2, H2O, มีเทน แอมโมเนียและธาตุหายาก
ในหลายๆแห่ง แต่องค์ประกอบพืนฐานของเนือเยือสิ งมีชีวตเรี ยกว่า กรดอะมิโน (amino acid)
                                                          ิ
ซึ งเป็ นหน่วยย่อยของโปรตีนทีประกอบขึนด้วยสสารต่างๆข้างต้น ดังนันการอธิ บายถึงการ
กําเนิดของชีวต จึงเริ มมีการสร้างกรดอะมิโนขึนมา A.I.Oparin นักวิทยาศาสตร์ ชาวรัสเซี ย
               ิ
เสนอแนะว่า การก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนทีพบในสิ งมีชีวิตนันเกิดขึนในบรรยากาศ
ของโลกในสมัยเริ มแรก โดยการสังเคราะห์จากไฮโดรเจน มีเทน แอมโมเนีย และนํา
                                              ่ ั
        นอกจากนียังมีรายงานว่า กรดอะมิโนพบอยูทวไปในระบบสุ ริยะ และจากการวิเคราะห์
                           ็
ดินตะกอนจากดวงจันทร์ กพบกรดอะมิโนด้วยเช่นกัน
     เครื องมือทีใช้สาหรับสร้างประวัติของโลกและสิ งมีชีวิตก็คือการเรี ยนรู ้เรื องของฟอสซิ ล
                     ํ
หลักการทีสําคัญทางธรณี วทยา และชีววิทยา
                             ิ
Relative Time

The geologic time scale provides a relative measure of time. The geologic time scale
is based on the fossil record.

Divisions of time
        Eons
             Eras
                 Periods
                     Epochs

Major Divisions
        Hadean
        Crytozoic Eon
        Phanerozoic Eon
Subdivisions of the Cryptozoic
       Archean Era
       Proterozoic Era

Subdivisions of the Phanerozoic
       Paleozoic Era
              Cambrian Period
              Ordovician Period
              Silurian Period
              Devonian Period
              Carboniferous Period
              Permian Period
       Mesozoic Era
              Triassic Period
              Jurassic Period
              Cretaceous Period
Cenozoic Era
      Tertiary Period
         Paleocene Epoch
         Eocene Epoch
         Oligocene Epoch
         Miocene Epoch
         Pliocene Epoch
      Quaternary Period
         Pleistocene Epoch
         Holocene (Recent) Epoch
Absolute Time

        There has been a long debate over the age of the Earth. The
age of the earth is key to evaluating geologic and biologic processes.

Measuring the age of the earth ; physical methods (rate of deposition,
alt concentration etc.), radioactive dating (K-Ar, U-Pb, Th-Pb)

Age of Earth
       Oldest earth rocks are 3.8 billion years old.
       Meteorites on earth are generally around 4.6 billion years old.
       Moon rocks are between 4.6 and 3 billion years old.
       Age of the earth is thought to be 4.6 billion years old.
ประมาณ
700-600 Ma
ประมาณ
600-500 Ma
ประมาณ
500-425 Ma
ประมาณ
425-330 Ma
ประมาณ
330-275 Ma
ประมาณ
275-150 Ma
ประมาณ
150-60 Ma
ประมาณ 60Ma
ถึงปั จจุบน
          ั
Geologic Principles




Three principles form the basis for stratigraphic and paleontologic studies.
These are principle, not laws. There are limitations. Development of the
geologic time scale relied heavily on these principles and their limitations.
กฎและแนวคิดสําคัญของธรณี วิทยา (Geologic Principles)

1. Superposition
        - original horizontality,
        - lateral continuity
2. Uniformitarianism
        - The present is the key to the past.
        - Modern processes operating over long periods of time
          produced the earth features.
3. Faunal succession
        - Fossil or groups of fossils occur in distinct intervals of rock.
        - Correlation is possible based on fossil.
        - Subdivision of the rock record is possible based on fossil
          assemblage.
วัฏจักรหิน (Rock Cycle)
Geologic Cross Section and Unconformity
Nonconformity
Angular Unconformity
ทฤษฎีเพลตเทคโทนิก (Introduction to Plate Tectonic)
(จาก Judson and Kauffman, 1990 หน้ า 107)




                                            (จาก Mottana et al., 1978)

Pim

  • 1.
  • 2.
    คํานํา สไลด์ชุดนีได้จดทําขึนเพือใช้ประกอบคําสอนวิชา ธรณีวทยากายภาพ (Physical geology) ซึ ง ั ิ เป็ นเอกสารภายในของภาควิชาธรณี วทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ทีผูจด ิ ้ั ทําได้พยายามรวบรวมข้อมูล แผนภาพ และรู ปภาพจากแหล่งข้อมูลต่างๆ ทังในตําราเรี ยนต่าง ประเทศ และภายในประเทศ รวมถึงรู ปภาพทีสามารถดาวโลดด์ได้จากอินเตอร์เน็ต โดยมิได้มี ่ วัตถุประสงค์เพือการจําหน่าย แต่ตองการทีจะทําให้เอกสารชุดนีทันสมัยอยูตลอดเวลาพร้อม ้ กับสามารถให้นิสิตในภาควิชา และนิสิตนอกภาควิชา สามารถเข้าใจในเนือหาวิชานีได้อย่าง ง่ายขึน ผูจดทําต้องขออภัยหากการอ้างอิงแหล่งข้อมูลในเอกสารชุดนีไม่ครบถ้วน และหากผู ้ ้ั เรี ยนมีขอเสนอแนะเพิมเติมประการใด กรุ ณาแจ้งได้ตลอดเวลา ้
  • 3.
    Physical Geology ธรณีวทยากายภาพ ิ เนือหา : ประวัติและกําเนิดของโลก โครงสร้ างและส่ วนประกอบ การกระจาย - และการเปลียนแปลงของผิวเปลือกโลก กระบวนการสํ าคัญทีมีผลต่ อสภาพของ : : เปลือกโลก หินและแร่ ธาตุทสําคัญ การจําแนกการกระจายทรัพยากรธรณีวทยา ี: ิ และสภาพแวดล้ อมทีเ: กียวข้ อง รวมทั-งผลจากการกระทําของมนุษย์ :
  • 4.
  • 5.
  • 6.
    กําเนิดโลก (Origin ofthe Earth) โลกและระบบสุ ริยะจักรวาล กําเนิดในเวลาใกล้เคียงกันคือประมาณ 4.6 พันล้านปี มาแล้ว ขนาดและตําแหน่งของโลกมีความเหมาะสมให้สิงมีชีวิตกําเนิ ดขึน เมือประมาณ 3.8 พันล้านปี มาแล้ว โลกแบ่งตามวิวฒนาการได้เป็ น 5 ขัน ได้แก่ขนเริ มแรก ขันก่อเหล็ก ขันแยกชัน ขันเกิดใหม่ ั ั และขันเย็นตัวลง ในขันแรกเริ มประมาณ 4.6 พันล้านปี มาแล้ว เป็ นการรวมตัวกันของธาตุและ สารประกอบต่างๆทําให้เกิดการพอกตัวจนเกิดพลังงานความร้อนเนืองจากการชนกันของสาร ในทีสุ ดโลกจึงเกิดการหดตัวหลังจากมีการพอกตัว ทําให้อุณหภูมิโลกสู งมากขึน การสลายตัว ของสารกัมมันตรังสี ทีเกิดขึนอย่างต่อเนืองเป็ นตัวช่วยเสริ มความร้อน
  • 7.
    กําเนิดโลก (Origin ofthe Earth) (ต่ อ) ต่อมาในขันก่อเหล็ก เหล็กเกิดการละลาย จึงเกิดเป็ นแกนโลกได้ ส่ วนชันอืน เช่นเนือโลกมี การจมตัวและลอยตัวของธาตุทีหนักและเบาเกิดเป็ นขันแยกชัน ต่อมาผลของการพาความ ร้อนในชันเนือโลก จึงเกิดเป็ นเปลือกโลก ทําได้ขนเกิดใหม่ของโลก และในทีสุ ด เมือโลก ั เย็นตัวลงจึงเกิดกระบวนการการพืนผิวในทีสุ ด จึงได้เปลือกทวีปและเปลือกมหาสมุทร ชันบรรยากาศทีเกิดขึนเป็ นผลเนืองมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ ซึ งปล่อยนําภายใน โลกออกมามากมาย ซึ งมีผลต่อการสร้างบรรยากาศใหม่ของ H2O, CO2, methane, N2 นอก ั จากนีตําแหน่งของโลกทีสัมพันธ์กบของดวงอาทิตย์ทาให้นากลันตัวเป็ นมหาสมุทร ในทีสุ ด ํ ํ เมือสภาพเหมาะสมจึงเกิดสิ งมีชีวตขึนได้ ขนาดของโลกยังทําให้การระเบิดของภูเขาไฟ ยัง ิ คงมีอย่างต่อเนืองจนถึงปั จจุบนนี ั
  • 8.
    (เปลือกโลก) (แก่ นโลก) (เนือโลกชั-นล่ าง) - (เนือโลกชั-นบน) -
  • 11.
  • 13.
    กําเนิดชีวต (Origin ofLife) ิ โดยทัวๆไปในจักรวาล จะพบสสารต่างๆเช่น C, H2, H2O, มีเทน แอมโมเนียและธาตุหายาก ในหลายๆแห่ง แต่องค์ประกอบพืนฐานของเนือเยือสิ งมีชีวตเรี ยกว่า กรดอะมิโน (amino acid) ิ ซึ งเป็ นหน่วยย่อยของโปรตีนทีประกอบขึนด้วยสสารต่างๆข้างต้น ดังนันการอธิ บายถึงการ กําเนิดของชีวต จึงเริ มมีการสร้างกรดอะมิโนขึนมา A.I.Oparin นักวิทยาศาสตร์ ชาวรัสเซี ย ิ เสนอแนะว่า การก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนทีพบในสิ งมีชีวิตนันเกิดขึนในบรรยากาศ ของโลกในสมัยเริ มแรก โดยการสังเคราะห์จากไฮโดรเจน มีเทน แอมโมเนีย และนํา ่ ั นอกจากนียังมีรายงานว่า กรดอะมิโนพบอยูทวไปในระบบสุ ริยะ และจากการวิเคราะห์ ็ ดินตะกอนจากดวงจันทร์ กพบกรดอะมิโนด้วยเช่นกัน เครื องมือทีใช้สาหรับสร้างประวัติของโลกและสิ งมีชีวิตก็คือการเรี ยนรู ้เรื องของฟอสซิ ล ํ หลักการทีสําคัญทางธรณี วทยา และชีววิทยา ิ
  • 14.
    Relative Time The geologictime scale provides a relative measure of time. The geologic time scale is based on the fossil record. Divisions of time Eons Eras Periods Epochs Major Divisions Hadean Crytozoic Eon Phanerozoic Eon
  • 17.
    Subdivisions of theCryptozoic Archean Era Proterozoic Era Subdivisions of the Phanerozoic Paleozoic Era Cambrian Period Ordovician Period Silurian Period Devonian Period Carboniferous Period Permian Period Mesozoic Era Triassic Period Jurassic Period Cretaceous Period
  • 18.
    Cenozoic Era Tertiary Period Paleocene Epoch Eocene Epoch Oligocene Epoch Miocene Epoch Pliocene Epoch Quaternary Period Pleistocene Epoch Holocene (Recent) Epoch
  • 19.
    Absolute Time There has been a long debate over the age of the Earth. The age of the earth is key to evaluating geologic and biologic processes. Measuring the age of the earth ; physical methods (rate of deposition, alt concentration etc.), radioactive dating (K-Ar, U-Pb, Th-Pb) Age of Earth Oldest earth rocks are 3.8 billion years old. Meteorites on earth are generally around 4.6 billion years old. Moon rocks are between 4.6 and 3 billion years old. Age of the earth is thought to be 4.6 billion years old.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27.
  • 28.
    Geologic Principles Three principlesform the basis for stratigraphic and paleontologic studies. These are principle, not laws. There are limitations. Development of the geologic time scale relied heavily on these principles and their limitations.
  • 29.
    กฎและแนวคิดสําคัญของธรณี วิทยา (GeologicPrinciples) 1. Superposition - original horizontality, - lateral continuity 2. Uniformitarianism - The present is the key to the past. - Modern processes operating over long periods of time produced the earth features. 3. Faunal succession - Fossil or groups of fossils occur in distinct intervals of rock. - Correlation is possible based on fossil. - Subdivision of the rock record is possible based on fossil assemblage.
  • 30.
  • 32.
    Geologic Cross Sectionand Unconformity
  • 34.
  • 35.
  • 38.
  • 51.
    (จาก Judson andKauffman, 1990 หน้ า 107) (จาก Mottana et al., 1978)