ดิน (Soil) คือ วัตถุธรรมชาติที่ปกคลุมผิวโลกอยู่บางๆ เกิดขึ้นจากผลของการแปรสภาพหรือผุพังของหินและแร่ และอินทรียวัตถุผสมคลุกเคล้ากัน โดยมีส่วนประกอบดังนี้

• อนินทรียวัตถุ (Mineral matter) ได้แก่ส่วนของแร่ต่างๆ ภายในหินซึ่งผุพังสึกกร่อนเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย โดยทางเคมี ฟิสิกส์ และชีวเคมี
• อินทรียวัตถุ (Organic matter) ได้แก่ส่วนที่เกิดจากการเน่าเปื่อยผุพังหรือสลายตัวของซากพืชซากสัตว์ที่ทับถมกัน มีอยู่ประมาณ
• น้ำ ในสารละลายซึ่งพบอยู่ในช่องระหว่างเม็ดดิน (Aggregate) หรืออนุภาคดิน (Particle) 
• อากาศ อยู่ในที่ว่างระหว่างเม็ดดินหรืออนุภาคดิน แก๊สส่วนใหญ่ที่พบทั่วไปในดิน ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

        ปริมาตรของแต่ละส่วนประกอบของดินที่เหมาะสมแก่การเพาะปลูก โดยทั่วไปจะมีแร่ 45% อินทรียวัตถุ 5% น้ำ 25% และอากาศ 25% ดังภาพที่ 1

ภาพที่ 1 องค์ประกอบของดิน

กำเนิดดิน

        ดินประกอบขึ้นจากหินที่ผุพัง จึงมีองค์ประกอบเป็นแร่ดินเหนียว (Clay mineral) ซึ่งเกิดขึ้นจากแร่ประกอบหินบนเปลือกโลก ได้แก่ เฟลด์สปาร์ ควอตซ์ ไมก้า เป็นต้น ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นถึงการผุพังของแร่แต่ละชนิด ซึ่งทำให้เกิดแร่ดินเหนียวและประจุต่างๆ ซึ่งอยู่ในรูปของสารละลาย

                ตารางที่ 1 การผุพังของแร่

แร่	CO2 และ H2O	ผลิตผลหลัก		ผลิตผลรอง
เฟลด์สปาร์	--->	แร่ดินเหนียว	+	ทราย, ประจุ (โซเดียม แคลเซียม โปแตสเซียม)
ควอตซ์	--->	ทราย
ไมก้า	--->	แร่ดินเหนียว	+	ทราย, เหล็กออกไซด์, ประจุ (โซเดียม แคลเซียม โปแตสเซียม แมกนีเซียม)
แคลไซต์	--->	-	->	ประจุ (แคลเซียม ไบคาร์บอเนต)

        ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นถึงการผุพังของแร่เฟลด์สปาร์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบของหินต้นกำเนิดดิน (Parent rock) เมื่อฝนตกลงมา น้ำฝนจะละลายคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ ทำให้มีสภาพเป็นกรดอ่อนๆ (กรดคาร์บอนิก) น้ำฝนบนพื้นผิวซึมลงสู่เบื้องล่างและทำปฏิกิริยากับแร่เฟลด์สปาร์ที่อยู่ในหิน ทำให้เกิดการผุพังทางเคมี (Chemical weathering) แตกสลายเป็นเม็ดทราย (ซิลิกา), แร่ดินเหนียว (Clay mineral), ประจุโซเดียม แคลเซียม และโปแตสเซียม ในรูปของสารละลาย ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่สำคัญสำหรับพืชต่อไป

ภาพที่ 2 การผุพังของเฟลด์สปาร์

        ดินเป็นตะกอนวัสดุบนเปลือกโลกที่มีพัฒนาการที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมอันได้แก่ บรรยากาศ น้ำ และสิ่งมีชีวิต เราจะเรียกตะกอนวัสดุเหล่านี้ว่า“ดิน” ก็ต่อเมื่อมีส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิต เช่น ซากพืช ซากสัตว์ เข้ามาเกี่ยวข้อง หากเป็นแต่เพียงตะกอนวัสดุที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตก็จะเรียกว่า “เรโกลิธ” (Regolith) เช่น ผงตะกอนบนดวงจันทร์ซึ่งเกิดจากการพุ่งชนของอุกกกาบาต แม้ว่าจะเห็นว่าในธรรมชาติมีดินอยู่ทุกหนแห่ง ทว่าความจริงดินมีอยู่น้อยมากเมื่อเทียบสัดส่วนปริมาณกับหินที่อยู่บนเปลือกโลก แต่กระนั้นดินก็มีความสำคัญมากสำหรับสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก ดินตรึงธาตุไนโตรเจนและคาร์บอนจากบรรยากาศมาสร้างธาตุอาหารที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต  ในเวลาเดียวกันสิ่งมีชีวิตเองก็ทำให้หินผุพังกลายเป็นดิน จะเห็นได้ว่า ดิน สิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม มีอิทธิพลซึ่งกันและกันเป็นอย่างมาก ดังที่แสดงในภาพที่ 3

ภาพที่ 3 ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อดิน

       ดินมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา คุณสมบัติบางประการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น อุณหภูมิ และปริมาณน้ำ (ทุกนาที) ในขณะที่คุณสมบัติบางประการเปลี่ยนแปลงช้ามาก เช่น ชนิดของแร่ (อาจต้องใช้เวลาเป็นร้อยหรือพันปี) สมบัติของดินจะเป็นอย่างไรนั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสำคัญ 5 ประการ ดังนี้

1. วัตถุต้นกำเนิดดิน ดินจะเป็นอย่างไรขึ้นกับวัตถุต้นกำเนิดดิน ได้แก่ หินพื้น (Parent rock) อินทรียวัตถุ ผิวดินดั้งเดิม หรือชั้นหินตะกอนที่เกิดจากการพัดพาของน้ำ ลม ธารน้ำแข็ง ภูเขาไฟ หรือวัตถุที่เคลี่อนที่ลงมาจากพื้นที่ลาดชัน
2. สภาพภูมิอากาศ ความร้อน ฝน น้ำแข็ง หิมะ ลม แสงแดด และแรงกระทบจากสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ซึ่งทำให้วัตถุต้นกำเนิดผุพัง แตกหัก และมีผลต่อกระบวนการเกิดดินว่า จะเกิดเร็วหรือช้า
3. สิ่งมีชีวิต พืชและสัตว์ทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในดินหรือบนดิน (รวมถึงจุลินทรีย์ และมนุษย์) ปริมาณน้ำและธาตุอาหารที่พืชต้องการมีผลต่อการเกิดดิน สัตว์ที่อาศัยอยู่ในดินจะช่วยย่อยสลายของเสียและช่วยเคลื่อนย้ายวัตถุต่างๆ ไปตามหน้าตัดดิน ซากพืชและสัตว์ที่ตายแล้วจะกลายเป็นอินทรียวัตถุ ซึ่งทำให้ดินสมบูรณ์ขึ้น การใช้ที่ดินของมนุษย์ก็มีผลต่อการสร้างดินด้วยเช่นกัน
4. ภูมิประเทศ สภาพภูมิอากาศจะมีผลต่อดินอย่างไรนั้น ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดินตามลักษณะภูมิประเทศเช่น ดินที่เชิงเขาจะมีความชื้นมากกว่าดินในบริเวณพื้นที่ลาด และพื้นที่ที่ได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงจะทำให้ดินแห้งเร็วขึ้น
5. เวลา ปัจจัยข้างต้นทั้งหมดเกี่ยวข้องกับเวลา เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไปการพัฒนาของชั้นดินจะเพิ่มขึ้น

                    

คาบเวลา นาที ชั่วโมง วัน	คาบเวลา เดือน ปี	คาบเวลา ร้อยปี พันปี หมื่นปี
อุณหภูมิ	ปฏิกิริยาของดิน	ชนิดของหินแร่
ปริมาณความชื้น	สีของดิน	การกระจายของขนาดอนุภาคดิน
ช่องว่างของในดิน	โครงสร้างของดิน	การสร้างชั้นดิน
	ปริมาณอินทรียวัตถุในดิน
	ความอุดมสมบูรณ์ของดิน
	จุลินทรีย์ดิน
	ความหนาแน่น

คาบเวลา นาที ชั่วโมง วัน	คาบเวลา เดือน ปี	คาบเวลา ร้อยปี พันปี หมื่นปี
อุณหภูมิ	ปฏิกิริยาของดิน	ชนิดของหินแร่
ปริมาณความชื้น	สีของดิน	การกระจายของขนาดอนุภาคดิน
ช่องว่างของในดิน	โครงสร้างของดิน	การสร้างชั้นดิน
	ปริมาณอินทรียวัตถุในดิน
	ความอุดมสมบูรณ์ของดิน
	จุลินทรีย์ดิน
	ความหนาแน่น

ชั้นหน้าตัดดิน

ปัจจัยต้นกำเนิดทำให้ได้ดินมีสมบัติแตกต่างกันมาก ดินในภูมิประเทศหนึ่งๆ จะมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง เราเรียกภาคตัดตามแนวดิ่งของชั้นดินว่า "หน้าตัดดิน" (Soil Horizon) หน้าตัดดินบอกถึงลักษณะทางธรณีวิทยาและประวัติภูมิอากาศของภูมิประเทศที่เกิดขึ้นมาก่อนหน้านี้นับพันปี และยังบอกได้อีกว่ามนุษย์ใช้ประโยชน์จากดินอย่างไร อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้ดินมีสมบัติเช่นนี้ ตลอดจนแนวทางที่ดีที่สุดในการใช้ประโยชน์จากดินแต่ละประเภท 

 

ภาพที่ 1 ชั้นดิน

        หน้าตัดดินประกอบด้วยดินที่ทับถมกันเป็นชั้นๆ เรียกว่า ชั้นดิน  ชั้นดินบางชั้นอาจจะบางเพียง 2 - 3 มิลลิเมตร หรือหนามากกว่า 1 เมตรก็ได้  เราสามารถจำแนกชั้นดินแต่ละชั้นจากสีและโครงสร้างของอนุภาคดินที่แตกต่างกัน นอกจากนั้นยังสามารถใช้สมบัติอื่นๆ ที่แตกต่างกันระหว่างดินชั้นบนและดินชั้นล่างได้อีกด้วย ดินบางชั้นเกิดจากการพังทลายและถูกชะล้างโดยกระแสน้ำ ดินบางชั้นเกิดจากตะกอนทับถมกันนานหลายพันปี นักปฐพีวิทยากำหนดชื่อของชั้นดินโดยใช้ลักษณะทางกายภาพ ดังนี้

• ชั้นโอ (O Horizon) เป็นดินชั้นบนสุดมักมีสีคล้ำเนื่องจากประกอบด้วยอินทรียวัตถุ (Organic) หรือ ฮิวมัส ซึ่งเป็นซากพืชซากสัตว์ทำให้เกิดความเป็นกรด ดินชั้นโอส่วนใหญ่จะพบในพื้นที่ป่า ส่วนในพื้นที่การเกษตรจะไม่มีชั้นโอในหน้าตัดดิน เนื่องจากถูกไถพรวนไปหมด
• ชั้นเอ (A Horizon) เป็นดินชั้นบน (Top soil) เป็นส่วนที่มีน้ำซึมผ่าน ดินชั้น A ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินแร่และอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายสมบูรณ์แล้วอยู่ด้วย ทำให้ดินมีสีเข้ม ในพื้นที่เกษตรกรรมดินชั้นเอจะถูกไถพรวน เมื่อมีการย่อยสลายของรากพืชและมีการสะสมอินทรียวัตถุ โดยปกติโครงสร้างของดินจะเป็นแบบก้อนกลม แต่ถ้าดินมีการอัดตัวกันแน่น โครงสร้างของดินในชั้น A จะเป็นแบบแผ่น 
• ชั้นบี (B Horizon) เป็นชั้นดินล่าง (subsoil) เนื้อดินและโครงสร้างเป็นแบบก้อนเหลี่ยมหรือแท่งผลึก เกิดจากการชะล้างแร่ธาตุต่างๆ ของสารละลายต่างๆ เคลื่อนตัวผ่านชั้นเอ ลงมามาสะสมในชั้นบี ในเขตภูมิอากาศชื้น ดินในชั้นบีส่วนใหญ่จะมีสีน้ำตาลปนแดง เนื่องจากการสะสมตัวของเหล็กออกไซด์ 
• ชั้นซี (C Horizon) เกิดจากการผุพังของหินกำเนิดดิน (Parent rock) ไม่มีการตกตะกอนของวัสดุดินจากการชะล้าง และไม่มีการสะสมของอินทรียวัตถุ
• ชั้นอาร์ (R Horizon) เป็นชั้นของวัตถุต้นกำเนิดดินหรือหินพื้น (Bedrock)
  เนื้อดิน

เนื้อดิน (Soil texture) หมายถึง องค์ประกอบเชิงกายภาพของดิน เราจะสังเกตได้ว่า ดินในแต่ละสถานที่มีลักษณะแตกต่างกัน เนื่องจากดินประกอบขึ้นจากของอนุภาคตะกอนหลายขนาด อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดคืออนุภาคทราย (Sand) อนุภาคขนาดรองลงมาคืออนุภาคทรายแป้ง (Silt) และอนุภาคที่มีขนาดเล็กที่สุดคืออนุภาคดินเหนียว (Clay) ดังภาพที่ 1

ภาพที่ 1 อนุภาคของดิน

        ดินมีหลายชนิด เช่น ดินทราย ดินร่วน ดินเหนียว ขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคของตะกอนที่ผสมกันเป็นดิน เช่น ดินทรายมีเนื้อหยาบ เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่เช่นเม็ดทรายซึ่งมีขนาดใหญ่ จึงมีช่องว่างให้น้ำซึมผ่านอย่างรวดเร็ว ดินเหนียวมีเนื้อละเอียดมาก เนื่องจากประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมาก จึงไม่มีน้ำช่องว่างให้น้ำซึมผ่าน ส่วนดินร่วนมีส่วนผสมเป็นอนุภาคขนาดปานกลางเช่น ทรายแป้งเป็นส่วนใหญ่ จึงมีความเหมาะสมในการปลูกพืชส่วนใหญ่ เนื่องจากน้ำซึมผ่านได้ไม่รวดเร็วจนเกินไปจึงสามารถเก็บกับความชื้นได้ดี 

        นักปฐพีวิทยาแบ่งดินออกเป็น 12 ชนิด โดยการศึกษาสัดส่วนการกระจายอนุภาคของดินตามรูปที่ 2 ยกตัวอย่าง  

• ดินทรายร่วน ประกอบด้วยอนุภาคทราย 80%, อนุภาคทรายแป้ง 10%, อนุภาคดินเหนียว 10%
• ดินร่วน ประกอบด้วยอนุภาคทราย 40%, อนุภาคทรายแป้ง 40%, อนุภาคดินเหนียว 20%
• ดินเหนียว ประกอบด้วยอนุภาคทราย 20%, อนุภาคทรายแป้ง 20%, อนุภาคดินเหนียว 60%

        การจำแนกดินช่วยให้เราเข้าใจถึงคุณสมบัติของดินประเภทต่างๆ ได้แก่ ความสามารถในการกักเก็บน้ำ และการถ่ายเทพลังงานความร้อน ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในทางเกษตรกรรมและวิศวกรรม เป็นต้น

ภาพที่ 2 สัดส่วนการกระจายตัวของอนุภาคดิน

        โครงสร้างดิน (Soil structure) หมายถึง รูปแบบของการยึดและการเรียงตัวของอนุภาคเดี่ยวของดินเป็นเม็ดดินในหน้าตัดดิน เม็ดดินแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันทั้งด้านขนาดและรูปร่าง ซึ่งแบ่งออกเป็น 7 แบบ ดังนี้

• แบบก้อนกลม (Granular) มีรูปร่างคล้ายทรงกลม เม็ดดินมีขนาดเล็กประมาณ 1 - 10 มิลลิเมตร มักพบในดินชั้น A มีรากพืชปนอยู่มาก เนื้อดินมีความพรุนมาก จึงระบายน้ำและอากาศได้ดี 
• แบบก้อนเหลี่ยม (Blocky) มีรูปร่างคล้ายกล่อง เม็ดดินมีขนาดประมาณ 1 - 5 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B มีการกระจายของรากพืชปานกลาง น้ำและอากาศซึมผ่านได้ 
• แบบแผ่น (Platy) ก้อนดินแบนวางตัวในแนวราบ และซ้อนเหลื่อมกันเป็นชั้น ขัดขวากรากพืช น้ำและอากาศซึมผ่านได้ยาก มักเป็นดินชั้น A ที่ถูกบีบอัดจากการบดไถของเครื่องจักรกลการเกษตร
• แบบแท่งหัวเหลี่ยม (Prismatic) ก้อนดินแต่ละก้อนมีผิวหน้าแบบและเรียบ เกาะตัวกันเป็นแท่งหัวเหลี่ยมคล้ายปริซึม ก้อนดินมีลักษณะยาวในแนวดิ่ง ส่วนบนของปลายแท่งมักมีรูปร่างแบน เม็ดดินมีขนาด 1 - 10 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B น้ำและอากาศซึมได้ปานกลาง
• แบบแท่งหัวมน (Columnar) มีการจับตัวคล้ายคลึงกับแบบแท่งหัวเหลี่ยม แต่ส่วนบนของปลายแท่งมีลักษณะกลมมน ปกคลุมด้วยเกลือ เม็ดดินมีขนาด 1 - 10 เซนติเมตร มักพบในดินชั้น B และเกิดในเขตแห้งแล้ง น้ำและอากาศซึมผ่านได้น้อย และมีการสะสมของโซเดียมสูง
• แบบก้อนทึบ (Massive) เป็นดินเนื้อละเอียดยึดตัวติดกันเป็นก้อนใหญ่ ขนาดประมาณ 30 เซนติเมตร ดินไม่แตกตัวเป็นเม็ด จึงทำให้น้ำและอากาศซึมผ่านได้ยาก
• แบบอนุภาคเดี่ยว (Single Grained) ไม่มีการยึดตัวติดกันเป็นก้อน มักพบในดินทราย ซึ่งน้ำและอากาศซึมผ่านได้ดี

                                            

                    

                     แบบก้อนกลม                     แบบแผ่น                     แบบแท่งหัวเหลี่ยม

                                             

                        แบบก้อนทึบ                  แบบก้อนเหลี่ยม                   แบบแท่งหัวมน

                                                           

                                                          แบบอนุภาคเดี่ยว

  

คาบเวลา นาที ชั่วโมง วัน	คาบเวลา เดือน ปี	คาบเวลา ร้อยปี พันปี หมื่นปี
อุณหภูมิ	ปฏิกิริยาของดิน	ชนิดของหินแร่
ปริมาณความชื้น	สีของดิน	การกระจายของขนาดอนุภาคดิน
ช่องว่างของในดิน	โครงสร้างของดิน	การสร้างชั้นดิน
	ปริมาณอินทรียวัตถุในดิน
	ความอุดมสมบูรณ์ของดิน
	จุลินทรีย์ดิน
	ความหนาแน่น

ดิน หิน แร่

แร่ (Mineral) หมายถึง ธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ (ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต) ที่มีสถานะเป็นของแข็ง เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และมีโครงสร้างเป็นผลึก มีองค์ประกอบทางเคมีที่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น แร่เฮไลต์ (เกลือ) หรือโซเดียมคลอไรด์  (NaCl) เป็นสารประกอบซึ่งประกอบด้วยอะตอมของโซเดียมประจุบวก (Na⁺) และคลอรีนประจุลบ (Cl^-) จำนวนเท่ากันเกาะตัวกันด้วยพ้นธะไอออน ทำให้เกิดผลึกลูกบาศก์ ซึ่งอะตอมของโซเดียม 1 ตัว ถูกห้อมล้อมด้วยอะตอมของคลอรีน 6 ตัว ในขณะที่อะตอมของคลอรีน 1 ตัว ถูกห้อมล้อมด้วยอะตอมของโซเดียมจำนวน 6 ตัว (ดังภาพที่ 1) ทั้งนี้ผลึกเกลือขนาดเท่าหัวเข็มหมุดประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์หลายล้านโมเลกุล  

ภาพที่ 1 โครงสร้างผลึกของโซเดียมคลอไรด์

        แร่มีอยู่มากมายหลายชนิด ในการจำแนกแร่โดยพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีไม่ใช่เรื่องง่าย ยกตัวอย่าง แร่เฮไลต์ (NaCl) ประกอบด้วยการจับคู่หนึ่งต่อหนึ่งของอะตอมโซเดียมและอะตอมคลอรีน โดยมีโครงสร้างผลึกทรงลูกบาศก์ การที่จะทราบเช่นนี้เราจะต้องเก็บตัวอย่างแร่ไปทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งต้องใช้เวลาและค่าใช้จ่ายจำนวนมาก  ในทางปฏิบัตินักธรณีวิทยาจึงมีวิธีพิจารณาสมบัติแร่ทางกายภาพ ดังนี้

• ผลึก (Crystal) หมายถึง ของแข็งที่มีเนื้อเดียวกัน มีรูปทรงสามมิติ ผิวหน้าแต่ด้านเป็นระนาบ ซึ่งเป็นผลมาจากการจัดตัวของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุที่ประกอบอยู่ในของแข็งนั้นอย่างมีแบบแผน ผลึกชุดหนึ่งจะประกอบด้วยระนาบผลึกซึ่งมีสมมาตรแบบเดียวกัน ซึ่งอาจประกอบด้วยรูปผลึก (Crystal shape) เพียงรูปแบบเดียว หรือหลายรูปผลึกติดกันก็ได้แต่ต้องสมมาตรกัน แร่บางชนิดมีองค์ประกอบจากธาตุเดียวกัน แต่มีรูปผลึกต่างกัน ก็มีคุณสมบัติต่างกัน เช่น เพชร และกราไฟต์ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน ซึ่งมีโครงสร้างผลึกต่างกัน เพชรมีผลึกรูปปิระมิดประกบจึงมีความแข็งแรงมาก ส่วนกราฟไฟต์มีผลึกเป็นแผ่นบางจึงอ่อนและแตกหักได้ง่าย

ภาพที่ 2 ตัวอย่างรูปผลึกแบบต่างๆ

• แนวแตกเรียบ (Clevage) หมายถึง รอยที่แตกเป็นระนาบเรียบตามโครงสร้างอะตอมในผลึกแร่ โดยทั่วไปรอยแตกนี้จะขนานไปกับหน้าผลึกแร่ แนวแตกนี้อาจเป็นระนาบเดียวหรือหลายระนาบก็ได้ ตัวอย่างในภาพที่ 3 แสดงให้เห็นว่า (ก) แร่ไมกา มีรอยแตกเรียบระนาบเดียว (ข) แร่เฟลด์สปาร์มีรอยแตกเรียบ 2 ระนาบตั้งฉากกัน (ค) แร่เฮไลต์มีรอยแตกเรียบ 3 ระนาบตั้งฉากกัน (ง) แร่แคลไซต์มีรอยแตกเรียบ 3 ระนาบเฉียงกัน

ภาพที่ 3 ตัวอย่างรอยแตกเรียบชนิดต่างๆ

• แนวแตกประชิด (Fracture) หมายถึง แนวแตกบางๆ ซึ่งปรากฏเป็นแนวขนานบางๆ หลายแนวบนเนื้อแร่ และมิได้อยู่ในระนาบเดียวกับแนวแตกเรียบ
  
• ความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) เป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสสารต่อน้ำหนักของน้ำ ณ อุณหภูมิหนึ่งๆ (โดยปกติเป็นอุณหภูมิ 20 C) ถ้าหากแร่ชนิดหนึ่งมีน้ำหนัก 2.5 เท่า ของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน แสดงว่า แร่ชนิดนั้นมีความถ่วงจำเพาะ 2.5 ความถ่วงจำเพาะมักเรียกโดยย่อว่า “ถ.พ.”   แร่ทั่วไปมี ถ.พ.ประมาณ 2.7 ส่วนแร่โลหะจะมี ถ.พ.มากกว่่า เช่น แร่ทองมี ถ.พ. 19, แร่เงินมี ถ.พ. 10.5, แร่ทองแดงมี ถ.พ. 8.9 เป็นต้น
  
• ความแข็ง (Hardness) มาตราความแข็งของแร่ตามระบบสเกลของโมล (Mol’s scale) ประกอบด้วยแร่มาตรฐาน 10 ชนิด เรียงลำดับตั้งแต่แร่ที่ทนทานต่อการขูดขีดน้อยที่สุดไปถึงมากที่สุด ดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 สเกลความแข็งของโมล

ค่าความแข็ง	แร่	วัสดุที่ใช้ทดสอบ
1	ทัลก์	ปลายนิ้ว
2	ยิปซัม	เล็บ
3	แคลไซต์	เหรียญบาท
4	ฟลูออไรต์	มีดพก
5	อพาไทต์	กระจก
6	ออร์โทเคลส	เหล็กกล้า
7	ควอตซ์	กระเบื้อง
8	โทปาส	-
9	คอรันดัม (พลอย)	-
10	เพชร	-

• สี (Color) เป็นคุณสมบัติที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดแต่เชื่อถือไม่ได้ แร่บางชนิดเช่น แร่ควอตซ์ (SiO₂) ปกติใสไม่มีสี แต่ที่พบเห็นส่วนมากจะมีสีขาว เหลือง ชมพู หรือดำ เนื่องมีสารอื่นเจือปนทำให้ไม่บริสุทธิ์ แร่คอรันดัม (Al₂O₃) โดยปกติมีสีขาวอมน้ำตาลขุ่น แต่เมื่อมีธาตุโครเมียมจำนวนเล็กน้อยเจือปน ก็จะมีสีแดงเรียกว่า “ทับทิม” (Ruby) หรือถ้ามีธาตุเหล็กเจือปน ก็จะมีสีน้ำเงินเรียกว่า “ไพลิน” (Sapphire)
  
• สีผงละเอียด (Streak) เป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของแร่แต่ละชนิด เมื่อนำแร่มาขีดบนแผ่นกระเบื้อง (ที่ไม่เคลือบ) จะเห็นสีของรอยขีดติดอยู่แผ่นกระเบื้อง ซึ่งอาจมีสีไม่เหมือนกับชิ้นแร่ก็ได้ เช่น ฮีมาไทต์และแมกเนไทต์ เป็นสินแร่เหล็กเหมือนกัน แต่ฮีมาไทต์ให้ผงสีแดง ส่วนแมกเนไทต์ให้ผงสีดำ การทดสอบด้วยสีผงละเอียดมีความน่าเชื่อถือกว่าการดูสีของตัวแร่เอง
  
• ความวาว (Luster) หมายถึง คุณสมบัติในการสะท้อนแสงของผิวแร่ ความวาวมีหลายแบบ เช่น วาวแบบโลหะ แบบมุก แบบเพชร แบบน้ำมัน แบบแก้ว เป็นต้น ตัวอย่างเช่น แร่ควอรตซ์มีความวาวแบบแก้ว แร่แบไรต์มีความวาวแบบมุก

ตารางที่ 2 ตัวอย่างแร่ที่สำคัญ

รูปภาพ	แร่	ประเภท	สูตรเคมี	รูปผลึก	ความแข็ง	ถ.พ .	สีผง	การนำไปใช้
	ควอตซ์	ซิลิเกต	SiO2		7	2.7	ขาว	ทราย
	เฟลด์ สปาร์	ซิลิเกต	Al2Si2O6		6	2.5	ทราย	ดิน
	ไมกา	ซิลิเกต	(AlSi)4 O10(OH)2		3	3	ขาว ดำ	ทำ ฉนวน
	แคลไซด์	คาร์บอ เนต	CaCO3		3	2.7	ขาว	ปูน ซีเมนต์
	ฮีมาไทต์	ออกไซด์	Fe2O3		5-6	5	แดง	สินแร่เหล็ก
	กาลีนา	ซัลไฟต์	Fe2O3		2.5	7.5	เทา	สินแร่เหล็ก
	เฮไลด์	เฮไลด์	Pb5		2.5	2.2	ขาว	เกลือ
	ฟลูออไรต์	เฮไลด์	CaF2		2.5	3.2	ขาว	อุตสา หกรรม
	ทอง	ไม่รวมกับธาตุอื่น	Au		2.5-3	19.3	ทอง	เครื่อง ประดับ
	เพชร	ไม่รวมกับธาตุอื่น	C		10	3.5	ไม่ มีสี	เครื่อง ประดับ
	แกรไฟต์	ไม่รวมกับธาตุอื่น	C		1-2	2.3	ดำ	ไส้ ดินสอ

ควอตซ์ (Quartz)

ภาพที่ 1 ควอตซ์

        ลักษณะทั่วไป สีมีทั้งโปร่งใส จนถึงทึบแสง มีมากมายแทบจะทุกสี เช่น ขาวขุ่น ชมพู ม่วง สีควันไฟ เป็นต้น ควอตซ์มีค่าความแข็งที่ 7 ตามสเกลของโมส์ (Moh's scale) ลักษณะเด่นดูจากความวาวคล้ายแก้ว รอยแตกเว้า และรูปร่างของผลึก แตกต่างจากแร่แคลไซท์ตรงที่แข็งกว่า

        การกำเนิด แร่ควอตซ์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของหินอัคนี ชนิดที่มีซิลิกามากๆ เช่น หินแกรนิต ไรโอไลท์ เป็นต้น โดยทั่วไปจะพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ร่วมกับเฟลด์สปาร์ และมัสโคไวท์ เป็นสายแร่ อาจพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ตามชายท้องน้ำลำธาร และตามฝั่งทะเลในรูปของทราย 

        แหล่งในประเทศไทย พบหลายชนิด พวกผลึกใส พบที่ อ.เถิน จ.ลำปาง น่าน อุตรดิตถ์ นครสวรรค์ ระนอง พังงา ภูเก็ต นครศรีธรรมราช และอื่นๆ สีม่วงพบที่ลำปาง ตาก นครนายก สีชมพูพบที่ จ.จันทบุรี ราชบุรี ระนอง พังงา ภูเก็ต 

        ประโยชน์ แร่ควอตซ์ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในลักษณะต่างๆ กันมากมาย เช่น ควอตซ์สีม่วง ควอตซ์สีชมพู ควอตซ์สีควันไฟ ใช้เป็นรัตนชาติ และหินประดับ แร่ควอตซ์ที่อยู่ในรูปของทราย ถูกนำมาใช้ผสมทำคอนกรีต ทำครก 

เฟลด์สปาร์ (Feldspar)

ภาพที่ 2 เฟลด์สปาร์

        ลักษณะทั่วไป แร่เฟลด์สปาร์หรือแร่ฟันม้า เป็นแร่ประกอบหินที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นกลุ่มซิลิเกต มีรอยแยกแนวเรียบสองแนวตั้งฉากหรือเกือบตั้งฉากกัน ความแข็งในระบบ Mohs scale ประมาณ 6 ความถ่วงจำเพาะ ระหว่าง 2.55-2.75 

        การกำเนิดแร่เฟลด์สปาร์ พบอยู่ในหินอัคนีเกือบทุกชนิด และพบในหินชั้นและหินแปร

        แหล่งในประเทศไทย จังหวัดที่มีการผลิตเฟลด์สปาร์ คือ จังหวัดตาก นครศรีธรรมราช ราชบุรี กาญจนบุรี อุทัยธานี แม่ฮ่องสอน และเชียงใหม่

        ประโยชน์ ของแร่เฟลด์สปาร์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา เครื่องเคลือบ อุตสาหกรรมแก้ว อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมลวดเชื่อมไฟฟ้า สี ยาง ไม้ขีดไฟ ทำความสะอาด และขัดเงา

ไมกา (Mica)

ภาพที่ 3 ไมกา

         ลักษณะทั่วไป เป็นแผ่นบางๆซ้อนกันจนหนา รูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมๆ และเป็นเกล็ดขนนก อาจจะมีผลึก ขนาดเล็กมากและมีเนื้อสมานแน่น แนวแตกเรียบสมบูรณ์มากจน ผลึกจะถูกลอกออกเป็นแผ่นบางๆได้ แผ่นแร่จะโค้งงอได้และ กลับที่เดิมได้ แข็ง 2 – 2.5 ถ.พ. 2.76 – 3.1 วาวแบบแก้วและ แบบใยไหมหรือแบบมุก โปร่งใสและไม่มีสีเมื่อเป็นแผ่นบางๆ สำหรับแร่ที่ซ้อนกันหนาๆ จะโปร่งแสงและมีสีต่างๆ กันคือ สีเหลือง น้ำตาล เขียว และแดง

        การเกิด เป็นแร่ที่ประกอบหินสำคัญตัวหนึ่ง พบในหินอัคนีจำพวกหินแกรนิต ไซอีไนต์ หินเพกมาไทต์ นอกจากนี้ ยังพบในหินแปรพวกไนส์และ ชิสต์ ในหินชิสต์นี้บางทีจะพบแร่เป้นเส้นใยขนาดเล็ก มีความวาวแบบใยไหม ซึ่งไม่ใช่คุณสมบัติที่แท้จริงของมันเรียกว่า เซริไซต์ ซึ่งเกิดจากการ เปลี่ยนแปรสภาพ (alteration) ของเฟลด์สปาอาจเกิดจากการผุสลายของ แร่อื่นๆได้ เช่น โทแพซ ไคยาไนต์ สปอดูมีน แอนดาลูไซต์ และสแคโพไลต์ (scapolite) ผลึกของมัสโคไวต์ในหินแกรนิตและ หินเพกมาไทต์จะมีขนาดใหญ่และมักจะเกิด อยู่ร่วมกับควอรตซ์และ เฟลด์สปาร์ ทัวร์มาลีน เบริล การ์เนต อะพาไทต์ และฟลูออไรต์

        แหล่งในประเทศไทย  พบที่ จ. นครศรีธรรมราช และในแหล่งหินแกรนิต เพกมาไทต์ทั่วประเทศ เป็นตัวแร่สำคัญที่พบเสมอในทรายทั่วไป ทำให้ดูวาววับ

        ประโยชน์  ใช้ทำเป็นฉนวนไฟฟ้า ทำเป็นวัตถุโปร่งใสในการทำตะเกียงและ เตา เศษของไมกาที่เหลือจากการทำฉนวนจะถูกนำมาใช้ทำกระดาษ ปิดฝาผนัง ทำให้ผนังมีความแวววาวขึ้น ใช้ผสมกับน้ำมันทำเป็นตัวหล่อลื่น เป็นตัวนำความร้อนที่เลวจึงใช้ทำวัตถุทนไฟ

แคลไซต์ Calcite

ภาพที่ 4 แคลไซต์

        ลักษณะทั่วไป  เป็นผลึกที่ ซับซ้อนมาก แบบที่พบเห็นได้บ่อยๆ คือ ผลึกที่มีรูปเหมือนรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน แคลไซต์ มีปฎิกริยา หรือฟู่กับกรดเกลือ นอกจากนี้ ยังอาจเกิดในลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ รวมกันเป็น กระจุก เนื้อแน่นละเอียดหรือพบในลักษณะเป็นหินงอกหินย้อยก็ได้ มีแนวแตก เรียบที่สมบูรณ์ 3 แนว แต่ผิดปกติเพราะแต่ละแนวไม่ตั้งฉากกันเมื่อเคาะหรือ สกัดออกมาจะแตกออกมามีรูปเหมือนสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนอยู่เสมอ แข็ง 3 ถ.พ. 2.72 วาวคล้ายแก้วหรือด้านเหมือนดิน (Earthy) แคลไซต์ปกติมีสีขาว หรือไม่มีสี แต่ก็อาจจะมีสีอื่นๆ ได้ เช่น สีเทา แดง เขียว น้ำเงิน เหลือง ถ้ามี มลทินอื่นปะปน เช่น พวกไพไรต์ ทองแดง มาลาไคต์ เป็นต้น จะมีสีเปลี่ยนไป จากน้ำตาลไปจนกระทั่งมีสีดำ เนื้อแร่โปร่งใสไปจนกระทั่งโปร่งแสงสีผง ละเอียดสีขาวหรือสีดำ

        ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ เอามีดหรือเหรียญทองแดงขีดดูจะขีดเข้า เพราะแคลไซต์มีความแข็งค่อนข้าง ต่ำ มีแนวแตกเรียบเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเนื้อวาวคล้ายแก้ว แร่แคลไซต์ จะทำปฎิกิริยากับกรดเกลือเจือจางเป็นฟองฟู่ 

        แหล่งในประเทศไทย พบทั่วไปในจังหวัดที่มีหินปูน ตั้งแต่เชียงรายจนถึงจังหวัดยะลา พบมากจังหวัด ลพบุรี สระบุรีจันทบุรี กาญจนบุรี ชุพร สุราษฎร์ธานี นครสวรรค์ และเพชรบุรี         

        ประโยชน์ ใช้ทำปูนซีเมนต์และปูนขาว นำมาบดผสมทำอาหารสัตว์ ผสมทำเครื่องเคลือบดินเผา  หากมีสีและเนื้อสวยงามนำมาขัดทำหินประดับ ผลึกแร่ใช้เป็นวัตถุดิบผลิตแสงเลเซอร์

                                                                                           

ฮีมาไทต์ (Hematite)

ภาพที่ 5 ฮีมาไทต์

        ลักษณะทั่วไป ฮีมาไทต์ หรือ แร่เหล็กแดง(Hematite)  ลักษณะเป็นแผ่นบางน้อยๆ ถึงหนามากจนเนื้อสมานแน่นชนิดที่บางมากขนาดแผ่นไมกา และมีสีเทาแบบโลหะเหล็ก และมีความวาววับแบบโลหะเรียก สเปกคูลาไรต์ นอกจากนี้ยังมีลักษณะเป็นรูปไต เนื้อร่วน รอยแตกขรุขระ ถ้าเป็นผลึกจะแข็ง 6.5 ถ.พ. 5.3 สีแดงเลือดหมูเข้มจนเกือบดำหรือเทาแบบเหล็ก สีผงละเอียดสีเลือดหมู ถ้าเนื้อสมานแน่นจะมีผิวด้านคล้ายดิน ถ้าเป็นผลึกจะวาวคล้ายโลหะ

        ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ ดูสีและตรวจสีผงละเอียดนำไปทดสอบกับกรดเกลือ ดูการละลายและสีของสารละลายถ้านำไปเผาในเปลว ลดออกชิเจนจะมีคุณสมบัติดูดติดแม่เหล็กไม่หลอมตัว

        การเกิด ฮีมาไทต์ เป็นแร่ที่เกิดแพร่หลายมากในหินยุคต่างๆ และเกิดมากมายจนเป็นแหล่งสินแร่ที่สำคัญทางเศรษฐกิจ อาจจะเกิดโดยการแทนที่ในหินปูนเนื่องมาจาก การแทรกดันของหินอัคนีซึ่งพบเป็นส่วนมาก ในแหล่งที่มีการแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) ได้พบแหล่งแร่ทั้งขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่มีมูลค่ามหาศาล

        แหล่งในประเทศไทย พบที่ จ.ลพบุรี นครสวรรค์ เพชรบูรณ์ อุตรดิตถ์ อุทัยธานี ปราจีนบุรี สุโขทัย เชียงใหม่ เลย ชลบุรี ประจวบคีรีขันธ์ นครศรีะรรมราช และ สุราษฎร์ธานี

        ประโยชน์  เป็นสินแร่เหล็กที่สำคัญ ถลุงเอาโลหะเหล็ก โลหะเหล็กเป็นหัวใจของโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป โดยเฉพาะอุตสหกรรมเหล็กกล้าและเหล็กแปรรูปต่างๆ ใช้ทำสีแดงและผงขัดมันที่สำคัญ โดยเฉพาะในการขัดเลนส์หรือแว่นตา แม้ว่าประเทศไทยเราจะมีแหล่งแร่เหล็กอยู่หลายแหล่งน่าที่จะมีการถลุงเหล็ก ขึ้นใช้เองให้กล้างขวาง ในสมัยโบราณเราถลุงเหล็กใช้ตีมีดพร้าซึ่งทำได้ไม่ยาก แต่เหล็กที่จะใช้ในงานอุตสาหกรรมอื่นต้องทำการถลุงถึงสองครั้ง เริ่มจากแร่เหล็กถลุงให้เป็นเหล็กถลุง แล้วไปถลุงให้เป็นเหล็กกล้า แล้วจึงจะนำไปรีดเป็นรูปตามต้องการใช้ ถ้าจะทำให้เป็นเหล็กพิเศษก็ต้องถลุงอีกโดยผสมกับโลหะอื่น เช่น โครเมียม ทังสเตน และวาเนเดียม นอกจากนี้ ยังมีความจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมากเพื่อการถลุงเหล็กด้วย

 หิน คือมวลของแข็งบนเปลือกโลกที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ  เนื่องจากเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นหินจึงมีการแปรสภาพ ถูกทำลายหรือเกิดขึ้นใหม่ เราเรียกวงจรการกำเนิดและเปลี่ยนแปลงของหินว่า วัฏจักรหิน  เราแบ่งหินตามลักษณะที่เกิดเป็น 3 ประเภทคือ หินอัคนีเกิดขึ้นจากการเย็นตัวของลาวา หินตะกอนเกิดจากการสะสมและอัดตัวของตะกอน หินแปรเกิดจากการแปรสภาพของหินทั้งสามประเภท

        การจำแนกหินสามประเภท มีหลักการในการพิจารณาดังนี้

• หินอัคนี จำแนกตามแหล่งกำเนิดจากแมกม่า (หินอัคนีแทรกซอน) หรือ ลาวา (หินอัคนีพุ) ขนาดของผลึก และแร่องค์ประกอบ
• หินตะกอน จำแนกตามขนาดของตะกอน กรวด ทราย ทรายแป้ง ดินเหนียว และตะกอนเคมี
• หินแปร จำแนกตามวิธีการแปรสภาพ

นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น 3 ประเภท ตามลักษณะของการเกิด ได้แก่ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร เมื่อหินหนืดร้อนภายในโลก (Magma) และ หินหนืดร้อนบนพื้นผิวโลก (Lava) เย็นตัวลงกลายเป็น “หินอัคนี” (Igneous rocks) ลมฟ้าอากาศ น้ำ แสงแดด และสิ่งมีชีวิต ทำให้หินผุพังสึกกร่อนเป็นตะกอนทับถมกัน เป็นเวลานานหลายล้านปี แรงดันและปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดการรวมตัวเป็น “หินตะกอน” (Sedimentary rocks) การเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกและความร้อนจากแมนเทิลใต้เปลือกโลก ทำให้เกิดการแปรสภาพเป็น “หินแปร” (Metamorphic rocks)  กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นวงรอบเรียกว่า “วัฏจักรหิน” (Rock cycle) อย่างไรก็ตามกระบวนการของวัฏจักรหินไม่จำเป็นต้องเรียงลำดับตามที่กล่าวมาแล้ว การเปลี่ยนแปลงของหินอาจเกิดขึ้นย้อนกลับไปมาได้ ขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อม ตามที่แสดงในภาพที่ 1

ภาพที่ 1 วัฏจักรหิน

ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นถึงวัฏจักรการเกิดหินสามประเภท ดังนี้

• แมกมาใต้เปลือกโลกมีความอุณหภูมิและแรงดันสูงแทรกตัวขึ้นสู่พื้นผิว แมกมาที่ตกผลึกภายในเปลือกโลกกลายเป็นหินอัคนีแทรกซอน (มีผลึกขนาดใหญ่) ส่วนลาวาที่เย็นตัวบนพื้นผิวกลายเป็นหินอัคนีพุ (มีผลึกขนาดเล็ก) 
• หินทุกชนิดเมื่อผุพัง สึกกร่อน จะถูกพัดพาให้เป็นตะกอนทับถมและกลายเป็นหินตะกอน 
• หินทุกชนิดเมื่อถูกกดดัน หรือทำให้ร้อน เนื้อแร่จะตกผลึกใหม่กลายเป็นหินแปร 
• หินทุกชนิดเมื่อจมตัวลงใต้เปลือกโลก จะหลอมละลายกลายเป็นแมกมา แรงดันทำให้มันแทรกตัวขึ้นสู่เปลือกโลกอีกครั้งหนึ่ง และเย็นตัวลงกลายเป็นหินอัคนี

ภาพที่ 2 วัฏจักรการเกิดหินทั้งสามประเภท

ควอตซ์ (Quartz) ภาพที่ 1 ควอตซ์         ลักษณะทั่วไป สีมีทั้งโปร่งใส จนถึงทึบแสง มีมากมายแทบจะทุกสี เช่น ขาวขุ่น ชมพู ม่วง สีควันไฟ เป็นต้น ควอตซ์มีค่าความแข็งที่ 7 ตามสเกลของโมส์ (Moh's scale) ลักษณะเด่นดูจากความวาวคล้ายแก้ว รอยแตกเว้า และรูปร่างของผลึก แตกต่างจากแร่แคลไซท์ตรงที่แข็งกว่า         การกำเนิด แร่ควอตซ์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของหินอัคนี ชนิดที่มีซิลิกามากๆ เช่น หินแกรนิต ไรโอไลท์ เป็นต้น โดยทั่วไปจะพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ร่วมกับเฟลด์สปาร์ และมัสโคไวท์ เป็นสายแร่ อาจพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ตามชายท้องน้ำลำธาร และตามฝั่งทะเลในรูปของทราย          แหล่งในประเทศไทย พบหลายชนิด พวกผลึกใส พบที่ อ.เถิน จ.ลำปาง น่าน อุตรดิตถ์ นครสวรรค์ ระนอง พังงา ภูเก็ต นครศรีธรรมราช และอื่นๆ สีม่วงพบที่ลำปาง ตาก นครนายก สีชมพูพบที่ จ.จันทบุรี ราชบุรี ระนอง พังงา ภูเก็ต          ประโยชน์ แร่ควอตซ์ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในลักษณะต่างๆ กันมากมาย เช่น ควอตซ์สีม่วง ควอตซ์สีชมพู ควอตซ์สีควันไฟ ใช้เป็นรัตนชาติ และหินประดับ แร่ควอตซ์ที่อยู่ในรูปของทราย ถูกนำมาใช้ผสมทำคอนกรีต ทำครก  เฟลด์สปาร์ (Feldspar) ภาพที่ 2 เฟลด์สปาร์         ลักษณะทั่วไป แร่เฟลด์สปาร์หรือแร่ฟันม้า เป็นแร่ประกอบหินที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นกลุ่มซิลิเกต มีรอยแยกแนวเรียบสองแนวตั้งฉากหรือเกือบตั้งฉากกัน ความแข็งในระบบ Mohs scale ประมาณ 6 ความถ่วงจำเพาะ ระหว่าง 2.55-2.75          การกำเนิดแร่เฟลด์สปาร์ พบอยู่ในหินอัคนีเกือบทุกชนิด และพบในหินชั้นและหินแปร         แหล่งในประเทศไทย จังหวัดที่มีการผลิตเฟลด์สปาร์ คือ จังหวัดตาก นครศรีธรรมราช ราชบุรี กาญจนบุรี อุทัยธานี แม่ฮ่องสอน และเชียงใหม่         ประโยชน์ ของแร่เฟลด์สปาร์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา เครื่องเคลือบ อุตสาหกรรมแก้ว อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมลวดเชื่อมไฟฟ้า สี ยาง ไม้ขีดไฟ ทำความสะอาด และขัดเงา ไมกา (Mica) ภาพที่ 3 ไมกา          ลักษณะทั่วไป เป็นแผ่นบางๆซ้อนกันจนหนา รูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมๆ และเป็นเกล็ดขนนก อาจจะมีผลึก ขนาดเล็กมากและมีเนื้อสมานแน่น แนวแตกเรียบสมบูรณ์มากจน ผลึกจะถูกลอกออกเป็นแผ่นบางๆได้ แผ่นแร่จะโค้งงอได้และ กลับที่เดิมได้ แข็ง 2 – 2.5 ถ.พ. 2.76 – 3.1 วาวแบบแก้วและ แบบใยไหมหรือแบบมุก โปร่งใสและไม่มีสีเมื่อเป็นแผ่นบางๆ สำหรับแร่ที่ซ้อนกันหนาๆ จะโปร่งแสงและมีสีต่างๆ กันคือ สีเหลือง น้ำตาล เขียว และแดง         การเกิด เป็นแร่ที่ประกอบหินสำคัญตัวหนึ่ง พบในหินอัคนีจำพวกหินแกรนิต ไซอีไนต์ หินเพกมาไทต์ นอกจากนี้ ยังพบในหินแปรพวกไนส์และ ชิสต์ ในหินชิสต์นี้บางทีจะพบแร่เป้นเส้นใยขนาดเล็ก มีความวาวแบบใยไหม ซึ่งไม่ใช่คุณสมบัติที่แท้จริงของมันเรียกว่า เซริไซต์ ซึ่งเกิดจากการ เปลี่ยนแปรสภาพ (alteration) ของเฟลด์สปาอาจเกิดจากการผุสลายของ แร่อื่นๆได้ เช่น โทแพซ ไคยาไนต์ สปอดูมีน แอนดาลูไซต์ และสแคโพไลต์ (scapolite) ผลึกของมัสโคไวต์ในหินแกรนิตและ หินเพกมาไทต์จะมีขนาดใหญ่และมักจะเกิด อยู่ร่วมกับควอรตซ์และ เฟลด์สปาร์ ทัวร์มาลีน เบริล การ์เนต อะพาไทต์ และฟลูออไรต์         แหล่งในประเทศไทย  พบที่ จ. นครศรีธรรมราช และในแหล่งหินแกรนิต เพกมาไทต์ทั่วประเทศ เป็นตัวแร่สำคัญที่พบเสมอในทรายทั่วไป ทำให้ดูวาววับ         ประโยชน์  ใช้ทำเป็นฉนวนไฟฟ้า ทำเป็นวัตถุโปร่งใสในการทำตะเกียงและ เตา เศษของไมกาที่เหลือจากการทำฉนวนจะถูกนำมาใช้ทำกระดาษ ปิดฝาผนัง ทำให้ผนังมีความแวววาวขึ้น ใช้ผสมกับน้ำมันทำเป็นตัวหล่อลื่น เป็นตัวนำความร้อนที่เลวจึงใช้ทำวัตถุทนไฟ แคลไซต์ Calcite ภาพที่ 4 แคลไซต์         ลักษณะทั่วไป  เป็นผลึกที่ ซับซ้อนมาก แบบที่พบเห็นได้บ่อยๆ คือ ผลึกที่มีรูปเหมือนรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน แคลไซต์ มีปฎิกริยา หรือฟู่กับกรดเกลือ นอกจากนี้ ยังอาจเกิดในลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ รวมกันเป็น กระจุก เนื้อแน่นละเอียดหรือพบในลักษณะเป็นหินงอกหินย้อยก็ได้ มีแนวแตก เรียบที่สมบูรณ์ 3 แนว แต่ผิดปกติเพราะแต่ละแนวไม่ตั้งฉากกันเมื่อเคาะหรือ สกัดออกมาจะแตกออกมามีรูปเหมือนสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนอยู่เสมอ แข็ง 3 ถ.พ. 2.72 วาวคล้ายแก้วหรือด้านเหมือนดิน (Earthy) แคลไซต์ปกติมีสีขาว หรือไม่มีสี แต่ก็อาจจะมีสีอื่นๆ ได้ เช่น สีเทา แดง เขียว น้ำเงิน เหลือง ถ้ามี มลทินอื่นปะปน เช่น พวกไพไรต์ ทองแดง มาลาไคต์ เป็นต้น จะมีสีเปลี่ยนไป จากน้ำตาลไปจนกระทั่งมีสีดำ เนื้อแร่โปร่งใสไปจนกระทั่งโปร่งแสงสีผง ละเอียดสีขาวหรือสีดำ         ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ เอามีดหรือเหรียญทองแดงขีดดูจะขีดเข้า เพราะแคลไซต์มีความแข็งค่อนข้าง ต่ำ มีแนวแตกเรียบเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเนื้อวาวคล้ายแก้ว แร่แคลไซต์ จะทำปฎิกิริยากับกรดเกลือเจือจางเป็นฟองฟู่          แหล่งในประเทศไทย พบทั่วไปในจังหวัดที่มีหินปูน ตั้งแต่เชียงรายจนถึงจังหวัดยะลา พบมากจังหวัด ลพบุรี สระบุรีจันทบุรี กาญจนบุรี ชุพร สุราษฎร์ธานี นครสวรรค์ และเพชรบุรี                  ประโยชน์ ใช้ทำปูนซีเมนต์และปูนขาว นำมาบดผสมทำอาหารสัตว์ ผสมทำเครื่องเคลือบดินเผา  หากมีสีและเนื้อสวยงามนำมาขัดทำหินประดับ ผลึกแร่ใช้เป็นวัตถุดิบผลิตแสงเลเซอร์                                                                                             ฮีมาไทต์ (Hematite) ภาพที่ 5 ฮีมาไทต์         ลักษณะทั่วไป ฮีมาไทต์ หรือ แร่เหล็กแดง(Hematite)  ลักษณะเป็นแผ่นบางน้อยๆ ถึงหนามากจนเนื้อสมานแน่นชนิดที่บางมากขนาดแผ่นไมกา และมีสีเทาแบบโลหะเหล็ก และมีความวาววับแบบโลหะเรียก สเปกคูลาไรต์ นอกจากนี้ยังมีลักษณะเป็นรูปไต เนื้อร่วน รอยแตกขรุขระ ถ้าเป็นผลึกจะแข็ง 6.5 ถ.พ. 5.3 สีแดงเลือดหมูเข้มจนเกือบดำหรือเทาแบบเหล็ก สีผงละเอียดสีเลือดหมู ถ้าเนื้อสมานแน่นจะมีผิวด้านคล้ายดิน ถ้าเป็นผลึกจะวาวคล้ายโลหะ         ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ ดูสีและตรวจสีผงละเอียดนำไปทดสอบกับกรดเกลือ ดูการละลายและสีของสารละลายถ้านำไปเผาในเปลว ลดออกชิเจนจะมีคุณสมบัติดูดติดแม่เหล็กไม่หลอมตัว         การเกิด ฮีมาไทต์ เป็นแร่ที่เกิดแพร่หลายมากในหินยุคต่างๆ และเกิดมากมายจนเป็นแหล่งสินแร่ที่สำคัญทางเศรษฐกิจ อาจจะเกิดโดยการแทนที่ในหินปูนเนื่องมาจาก การแทรกดันของหินอัคนีซึ่งพบเป็นส่วนมาก ในแหล่งที่มีการแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) ได้พบแหล่งแร่ทั้งขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่มีมูลค่ามหาศาล         แหล่งในประเทศไทย พบที่ จ.ลพบุรี นครสวรรค์ เพชรบูรณ์ อุตรดิตถ์ อุทัยธานี ปราจีนบุรี สุโขทัย เชียงใหม่ เลย ชลบุรี ประจวบคีรีขันธ์ นครศรีะรรมราช และ สุราษฎร์ธานี         ประโยชน์  เป็นสินแร่เหล็กที่สำคัญ ถลุงเอาโลหะเหล็ก โลหะเหล็กเป็นหัวใจของโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป โดยเฉพาะอุตสหกรรมเหล็กกล้าและเหล็กแปรรูปต่างๆ ใช้ทำสีแดงและผงขัดมันที่สำคัญ โดยเฉพาะในการขัดเลนส์หรือแว่นตา แม้ว่าประเทศไทยเราจะมีแหล่งแร่เหล็กอยู่หลายแหล่งน่าที่จะมีการถลุงเหล็ก ขึ้นใช้เองให้กล้างขวาง ในสมัยโบราณเราถลุงเหล็กใช้ตีมีดพร้าซึ่งทำได้ไม่ยาก แต่เหล็กที่จะใช้ในงานอุตสาหกรรมอื่นต้องทำการถลุงถึงสองครั้ง เริ่มจากแร่เหล็กถลุงให้เป็นเหล็กถลุง แล้วไปถลุงให้เป็นเหล็กกล้า แล้วจึงจะนำไปรีดเป็นรูปตามต้องการใช้ ถ้าจะทำให้เป็นเหล็กพิเศษก็ต้องถลุงอีกโดยผสมกับโลหะอื่น เช่น โครเมียม ทังสเตน และวาเนเดียม นอกจากนี้ ยังมีความจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมากเพื่อการถลุงเหล็กด้วย

ควอตซ์ (Quartz) ภาพที่ 1 ควอตซ์         ลักษณะทั่วไป สีมีทั้งโปร่งใส จนถึงทึบแสง มีมากมายแทบจะทุกสี เช่น ขาวขุ่น ชมพู ม่วง สีควันไฟ เป็นต้น ควอตซ์มีค่าความแข็งที่ 7 ตามสเกลของโมส์ (Moh's scale) ลักษณะเด่นดูจากความวาวคล้ายแก้ว รอยแตกเว้า และรูปร่างของผลึก แตกต่างจากแร่แคลไซท์ตรงที่แข็งกว่า         การกำเนิด แร่ควอตซ์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของหินอัคนี ชนิดที่มีซิลิกามากๆ เช่น หินแกรนิต ไรโอไลท์ เป็นต้น โดยทั่วไปจะพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ร่วมกับเฟลด์สปาร์ และมัสโคไวท์ เป็นสายแร่ อาจพบแร่ควอตซ์เกิดอยู่ตามชายท้องน้ำลำธาร และตามฝั่งทะเลในรูปของทราย          แหล่งในประเทศไทย พบหลายชนิด พวกผลึกใส พบที่ อ.เถิน จ.ลำปาง น่าน อุตรดิตถ์ นครสวรรค์ ระนอง พังงา ภูเก็ต นครศรีธรรมราช และอื่นๆ สีม่วงพบที่ลำปาง ตาก นครนายก สีชมพูพบที่ จ.จันทบุรี ราชบุรี ระนอง พังงา ภูเก็ต          ประโยชน์ แร่ควอตซ์ถูกนำไปใช้ประโยชน์ในลักษณะต่างๆ กันมากมาย เช่น ควอตซ์สีม่วง ควอตซ์สีชมพู ควอตซ์สีควันไฟ ใช้เป็นรัตนชาติ และหินประดับ แร่ควอตซ์ที่อยู่ในรูปของทราย ถูกนำมาใช้ผสมทำคอนกรีต ทำครก  เฟลด์สปาร์ (Feldspar) ภาพที่ 2 เฟลด์สปาร์         ลักษณะทั่วไป แร่เฟลด์สปาร์หรือแร่ฟันม้า เป็นแร่ประกอบหินที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นกลุ่มซิลิเกต มีรอยแยกแนวเรียบสองแนวตั้งฉากหรือเกือบตั้งฉากกัน ความแข็งในระบบ Mohs scale ประมาณ 6 ความถ่วงจำเพาะ ระหว่าง 2.55-2.75          การกำเนิดแร่เฟลด์สปาร์ พบอยู่ในหินอัคนีเกือบทุกชนิด และพบในหินชั้นและหินแปร         แหล่งในประเทศไทย จังหวัดที่มีการผลิตเฟลด์สปาร์ คือ จังหวัดตาก นครศรีธรรมราช ราชบุรี กาญจนบุรี อุทัยธานี แม่ฮ่องสอน และเชียงใหม่         ประโยชน์ ของแร่เฟลด์สปาร์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา เครื่องเคลือบ อุตสาหกรรมแก้ว อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมลวดเชื่อมไฟฟ้า สี ยาง ไม้ขีดไฟ ทำความสะอาด และขัดเงา ไมกา (Mica) ภาพที่ 3 ไมกา          ลักษณะทั่วไป เป็นแผ่นบางๆซ้อนกันจนหนา รูปหกเหลี่ยม บางทีก็มีลักษณะกลมๆ และเป็นเกล็ดขนนก อาจจะมีผลึก ขนาดเล็กมากและมีเนื้อสมานแน่น แนวแตกเรียบสมบูรณ์มากจน ผลึกจะถูกลอกออกเป็นแผ่นบางๆได้ แผ่นแร่จะโค้งงอได้และ กลับที่เดิมได้ แข็ง 2 – 2.5 ถ.พ. 2.76 – 3.1 วาวแบบแก้วและ แบบใยไหมหรือแบบมุก โปร่งใสและไม่มีสีเมื่อเป็นแผ่นบางๆ สำหรับแร่ที่ซ้อนกันหนาๆ จะโปร่งแสงและมีสีต่างๆ กันคือ สีเหลือง น้ำตาล เขียว และแดง         การเกิด เป็นแร่ที่ประกอบหินสำคัญตัวหนึ่ง พบในหินอัคนีจำพวกหินแกรนิต ไซอีไนต์ หินเพกมาไทต์ นอกจากนี้ ยังพบในหินแปรพวกไนส์และ ชิสต์ ในหินชิสต์นี้บางทีจะพบแร่เป้นเส้นใยขนาดเล็ก มีความวาวแบบใยไหม ซึ่งไม่ใช่คุณสมบัติที่แท้จริงของมันเรียกว่า เซริไซต์ ซึ่งเกิดจากการ เปลี่ยนแปรสภาพ (alteration) ของเฟลด์สปาอาจเกิดจากการผุสลายของ แร่อื่นๆได้ เช่น โทแพซ ไคยาไนต์ สปอดูมีน แอนดาลูไซต์ และสแคโพไลต์ (scapolite) ผลึกของมัสโคไวต์ในหินแกรนิตและ หินเพกมาไทต์จะมีขนาดใหญ่และมักจะเกิด อยู่ร่วมกับควอรตซ์และ เฟลด์สปาร์ ทัวร์มาลีน เบริล การ์เนต อะพาไทต์ และฟลูออไรต์         แหล่งในประเทศไทย  พบที่ จ. นครศรีธรรมราช และในแหล่งหินแกรนิต เพกมาไทต์ทั่วประเทศ เป็นตัวแร่สำคัญที่พบเสมอในทรายทั่วไป ทำให้ดูวาววับ         ประโยชน์  ใช้ทำเป็นฉนวนไฟฟ้า ทำเป็นวัตถุโปร่งใสในการทำตะเกียงและ เตา เศษของไมกาที่เหลือจากการทำฉนวนจะถูกนำมาใช้ทำกระดาษ ปิดฝาผนัง ทำให้ผนังมีความแวววาวขึ้น ใช้ผสมกับน้ำมันทำเป็นตัวหล่อลื่น เป็นตัวนำความร้อนที่เลวจึงใช้ทำวัตถุทนไฟ แคลไซต์ Calcite ภาพที่ 4 แคลไซต์         ลักษณะทั่วไป  เป็นผลึกที่ ซับซ้อนมาก แบบที่พบเห็นได้บ่อยๆ คือ ผลึกที่มีรูปเหมือนรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน แคลไซต์ มีปฎิกริยา หรือฟู่กับกรดเกลือ นอกจากนี้ ยังอาจเกิดในลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ รวมกันเป็น กระจุก เนื้อแน่นละเอียดหรือพบในลักษณะเป็นหินงอกหินย้อยก็ได้ มีแนวแตก เรียบที่สมบูรณ์ 3 แนว แต่ผิดปกติเพราะแต่ละแนวไม่ตั้งฉากกันเมื่อเคาะหรือ สกัดออกมาจะแตกออกมามีรูปเหมือนสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนอยู่เสมอ แข็ง 3 ถ.พ. 2.72 วาวคล้ายแก้วหรือด้านเหมือนดิน (Earthy) แคลไซต์ปกติมีสีขาว หรือไม่มีสี แต่ก็อาจจะมีสีอื่นๆ ได้ เช่น สีเทา แดง เขียว น้ำเงิน เหลือง ถ้ามี มลทินอื่นปะปน เช่น พวกไพไรต์ ทองแดง มาลาไคต์ เป็นต้น จะมีสีเปลี่ยนไป จากน้ำตาลไปจนกระทั่งมีสีดำ เนื้อแร่โปร่งใสไปจนกระทั่งโปร่งแสงสีผง ละเอียดสีขาวหรือสีดำ         ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ เอามีดหรือเหรียญทองแดงขีดดูจะขีดเข้า เพราะแคลไซต์มีความแข็งค่อนข้าง ต่ำ มีแนวแตกเรียบเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเนื้อวาวคล้ายแก้ว แร่แคลไซต์ จะทำปฎิกิริยากับกรดเกลือเจือจางเป็นฟองฟู่          แหล่งในประเทศไทย พบทั่วไปในจังหวัดที่มีหินปูน ตั้งแต่เชียงรายจนถึงจังหวัดยะลา พบมากจังหวัด ลพบุรี สระบุรีจันทบุรี กาญจนบุรี ชุพร สุราษฎร์ธานี นครสวรรค์ และเพชรบุรี                  ประโยชน์ ใช้ทำปูนซีเมนต์และปูนขาว นำมาบดผสมทำอาหารสัตว์ ผสมทำเครื่องเคลือบดินเผา  หากมีสีและเนื้อสวยงามนำมาขัดทำหินประดับ ผลึกแร่ใช้เป็นวัตถุดิบผลิตแสงเลเซอร์                                                                                             ฮีมาไทต์ (Hematite) ภาพที่ 5 ฮีมาไทต์         ลักษณะทั่วไป ฮีมาไทต์ หรือ แร่เหล็กแดง(Hematite)  ลักษณะเป็นแผ่นบางน้อยๆ ถึงหนามากจนเนื้อสมานแน่นชนิดที่บางมากขนาดแผ่นไมกา และมีสีเทาแบบโลหะเหล็ก และมีความวาววับแบบโลหะเรียก สเปกคูลาไรต์ นอกจากนี้ยังมีลักษณะเป็นรูปไต เนื้อร่วน รอยแตกขรุขระ ถ้าเป็นผลึกจะแข็ง 6.5 ถ.พ. 5.3 สีแดงเลือดหมูเข้มจนเกือบดำหรือเทาแบบเหล็ก สีผงละเอียดสีเลือดหมู ถ้าเนื้อสมานแน่นจะมีผิวด้านคล้ายดิน ถ้าเป็นผลึกจะวาวคล้ายโลหะ         ลักษณะเด่นและวิธีตรวจ ดูสีและตรวจสีผงละเอียดนำไปทดสอบกับกรดเกลือ ดูการละลายและสีของสารละลายถ้านำไปเผาในเปลว ลดออกชิเจนจะมีคุณสมบัติดูดติดแม่เหล็กไม่หลอมตัว         การเกิด ฮีมาไทต์ เป็นแร่ที่เกิดแพร่หลายมากในหินยุคต่างๆ และเกิดมากมายจนเป็นแหล่งสินแร่ที่สำคัญทางเศรษฐกิจ อาจจะเกิดโดยการแทนที่ในหินปูนเนื่องมาจาก การแทรกดันของหินอัคนีซึ่งพบเป็นส่วนมาก ในแหล่งที่มีการแปรสภาพบริเวณไพศาล (regional metamorphism) ได้พบแหล่งแร่ทั้งขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่มีมูลค่ามหาศาล         แหล่งในประเทศไทย พบที่ จ.ลพบุรี นครสวรรค์ เพชรบูรณ์ อุตรดิตถ์ อุทัยธานี ปราจีนบุรี สุโขทัย เชียงใหม่ เลย ชลบุรี ประจวบคีรีขันธ์ นครศรีะรรมราช และ สุราษฎร์ธานี         ประโยชน์  เป็นสินแร่เหล็กที่สำคัญ ถลุงเอาโลหะเหล็ก โลหะเหล็กเป็นหัวใจของโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป โดยเฉพาะอุตสหกรรมเหล็กกล้าและเหล็กแปรรูปต่างๆ ใช้ทำสีแดงและผงขัดมันที่สำคัญ โดยเฉพาะในการขัดเลนส์หรือแว่นตา แม้ว่าประเทศไทยเราจะมีแหล่งแร่เหล็กอยู่หลายแหล่งน่าที่จะมีการถลุงเหล็ก ขึ้นใช้เองให้กล้างขวาง ในสมัยโบราณเราถลุงเหล็กใช้ตีมีดพร้าซึ่งทำได้ไม่ยาก แต่เหล็กที่จะใช้ในงานอุตสาหกรรมอื่นต้องทำการถลุงถึงสองครั้ง เริ่มจากแร่เหล็กถลุงให้เป็นเหล็กถลุง แล้วไปถลุงให้เป็นเหล็กกล้า แล้วจึงจะนำไปรีดเป็นรูปตามต้องการใช้ ถ้าจะทำให้เป็นเหล็กพิเศษก็ต้องถลุงอีกโดยผสมกับโลหะอื่น เช่น โครเมียม ทังสเตน และวาเนเดียม นอกจากนี้ ยังมีความจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมากเพื่อการถลุงเหล็กด้วย