ทรงพระเจริญ

1. "...เด็ก มีสมองแจ่มใส เชื่อและจำสิ่งต่างๆได้ง่าย ทั้งมี ความอยากรู้อยากเห็นมากด้วย เพราะฉะนั้น จึงควรอย่างยิ่ง ที่จะต้องได้รับการศึกษาฝึกฝนที่ดีแต่เยาว์วัย เพื่อ ให้มีความรู้ความสามารถและคุณธรรมที่จะสร้างสรรค์ความเจริญ ก้าวหน้า และความวัฒนาผาสุกให้แก่ตนเองและส่วนรวมในกาลข้างหน้า...“ความตอนหนึ่ง ในพระบรมราโชวาท พระราชทานเนื่องในวันเด็กแห่งชาติ ปี 2520 ทรงพระเจริญ

2. เรื่อง แร่ (Minerals)

3. จุดประสงค์การเรียนรู้จุดประสงค์การเรียนรู้ 1.บอกสมบัติบางประการของแร่ได้ 2.บอกหลักเกณฑ์การจำแนกประเภทของแร่ 3.บอกแหล่งแร่ในไทยและการนำไปใช้ได้ 4.บอกวิธีการอนุรักษ์ทรัพยากรธรณีได้

4. สาระการเรียนรู้ 1.สมบัติของแร่ 2.การจำแนกประเภทของแร่ 3.แหล่งแร่ในไทยและการนำไปใช้ 4.การอนุรักษ์ทรัพยากรธรณี

5. แร่ (Mineral) แร่เป็นธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ในเปลือกโลกที่เกิดขึ้นเอง ตามธรรมชาติโดยการตกผลึก  อาจจะเป็นผลึกที่สมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์ก็ได้ ภาพแสดงตัวอย่างแร่ แคลไซต์ ฟลูออไรต์ อะซูไรต์ ควอตซ์

6. สมบัติของแร่ ในทางปฏิบัตินักธรณีวิทยาจึงมีวิธีพิจารณา คุณสมบัติทางกายภาพของแร่ดังต่อไปนี้

7. 1. ผลึก (Crystal) ผลึก หมายถึง ของแข็งที่มีเนื้อเดียวกัน มีรูปทรงสามมิติ ผิวหน้าแต่ด้านเป็นระนาบ ซึ่งเป็นผลมาจากการจัดตัวของอะตอมหรือ โมเลกุล ของธาตุที่ประกอบอยู่ในของแข็งนั้นอย่างมีแบบแผน เช่น เพชร และกราไฟต์ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน ซึ่งมีโครงสร้างผลึก ต่างกัน จึงมีความแข็งแรงต่างกัน ภาพแสดงตัวอย่างรูปผลึกแบบต่าง ๆ

8. 2.แนวแตกเรียบ (Cleavage) เป็นลักษณะรอยแตกของแร่ที่เกิดขึ้นในแนวระนาบเรียบ เนื่องจากโครงสร้างอะตอมภายในผลึก รอยแตก แบบนี้จะขนานไปตามผิวหน้าของแร่ ออร์โทเคลส ไมกา แคลไซต์ กาลีนา ฟลูออไรต์ ภาพแสดงตัวอย่างรอยแตกเรียบชนิดต่าง ๆ

9. 3. แนวแตกประชิด (Fracture) รอยแตกของแร่ที่ไม่มีทิศทางแน่นอน และพื้นผิวรอยแตกไม่เป็นระนาบเรียบ แต่มีลักษณะต่าง ๆ กัน 1. รอยแตกโค้งเว้า 2. รอยแตกแบบเสี้ยน 3. รอยแตกหยักแหลม ควอตซ์ ยิปซัม ทองแดง 4. รอยแตกขรุขระ 5. รอยแตกเรียบ คาลซิโดนี โรโดโครไซต์

10. 4. ความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) เป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสสารต่อน้ำหนักของน้ำ ณ อุณหภูมิ หนึ่ง ๆ (โดยปกติเป็นอุณหภูมิ 20 เซลเซียส) ถ้าหากแร่ชนิดหนึ่ง มีน้ำหนัก 2.5 เท่า ของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน แสดงว่า แร่ชนิดนั้นมีความ ถ่วงจำเพาะ 2.5 ความถ่วงจำเพาะมักเรียกโดยย่อว่า “ถ.พ.” แร่ทั่วไปมี ถ.พ. ประมาณ 2.7 ส่วนแร่โลหะจะมี ถ.พ.มากกว่านั้นมาก เช่น แร่ทองมี ถ.พ. 19, แร่เงินมี ถ.พ. 10.5, แร่ทองแดงมี ถ.พ. 8.9 เป็นต้น

11. 5. ความแข็ง (Hardness) เป็นความทนทานของแร่ต่อการขูดขีด สามารถจำได้ตามลำดับ ความแข็งมาตรฐาน เรียกว่า Moh’s Scale Hardness ชื่อแร่ ค่าความแข็ง ชื่อแร่ ค่าความแข็ง 6 ออร์โทเคลส ทัลก์ 1 7 ควอตซ์ ยิปซัม 2 8 โทแพช แคลไซต์ 3 9 ฟลูออไรต์ คอรันดัม 4 อะพาไทต์ 5 10 เพชร

12. 6.สี (Colour) แร่แต่ละชนิดอาจมีสีเดียว หรือหลายสีขึ้นอยู่กับชนิดแร่ประมาณของ มลทิน ทำให้ใช้สีเป็นตัวบ่งบอกชนิดได้ แต่ต้องพิจารณาคุณสมบัติอื่น ๆ ประกอบ เช่น แร่ฟลูออไรต์ (Fluorite) อาจมีสีม่วง เขียว อะซูไรต์ เบริล แบไรต์ แคลไซต์ ควอตซ์ สีม่วง ทัวร์มาลีน

13. 7. สีผงละเอียด (Streak) สีผงละเอียดของแร่มักจะต่างกับสีของตัวแร่เอง สามารถทดสอบได้ โดยนำแร่ไปขูดหรือขีดบนแผ่นกระเบื้อง ที่ไม่เคลือบ หรือ แผ่นขูดสี สีขาว ทัลก์ ฟลูออไรต์ แร่ฮีมาไทต์ สีน้ำตาลแดง สีดำ สีเหลือง ซัลเฟอร์ แคลโคไพไรต์ ออร์พิเมนต์ ไพโรลูไซต์

14. 8. ความวาว (Luster) เป็นลักษณะที่สามารถพบได้บนผิวแร่เนื่องจากการตกกระทบและ เกิดการสะท้อนของแสง วาวแบบอโลหะ วาวแบบโลหะ ควอตซ์ วาวแก้ว กาลีนา วาวโลหะ การตกกระทบและการสะท้อนของแสง แสงตกกระทบ แสงสะท้อน

15. 9. การเรืองแสง (Fluorescence) เป็นคุณสมบัติของแร่บางชนิดที่มีการเรืองแสดงเมื่ออยู่ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตหรือเอกซเรย์ หรือ แคโทดเรย์จะเรืองแสง เรียกว่า Fluorescent สแคโพไลต์ (สีทอง) วิลเลไมต์ (สีเขียว) แคลไซต์ (สีส้ม) ฟลูออไรต์

16. การตรวจวิจัยแร่โดยคุณสมบัติ ทางเคมี การตรวจดูปฏิกิริยากับกรด แต่ละโมเลกุลของแร่หรือสารประกอบ การแตกตัวของอิออนซึ่งจะให้สีที่ต่างกัน NaCl แร่บด การตรวจดูการทำปฏิกิริยาระหว่างกรดเกลือหรือกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ใช้กับแร่ที่มีคาร์บอเนตเป็นส่วนประกอบ โดยจะเกิดเป็นฟองฟู่ เช่น แร่แคลไซต์ นอกจากตรวจดูแร่แล้วยังใช้กรดตรวจสอบชนิดหินด้วย เช่น หินปูน

17. การตรวจด้วยเปลวไฟ ท่อเป่าแล่น ท่อเป่าแล่น ตะเกียง ตะเกียง ท่อเป่าแล่น (blow pipe) ใช้เปลวไฟมีกำลังร้อนแรงประมาณ 120 - 1,500  ซ ในการพ่นสู่เศษชิ้นแร่หรือ ผงแร่ ซึ่งแร่จะแสดงการเพิ่มและลดของเปลวไฟที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทางเคมีของแร่ เปลวไฟลดออกซิเจน (reducing flame) เปลวไฟเพิ่มออกซิเจน (oxidizing flame) แร่ แร่

18. การตรวจดูเปลวไฟ แร่เมื่อเผาไฟจะแสดงสีของเปลวไฟที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทางเคมีของแร่ชนิดนั้น ๆ แร่สตรอนเชียม ให้เปลวไฟสีแดง แร่โปแตสเซียม ให้เปลวไฟสีม่วง ตะเกียง แร่โซเดียม ให้เปลวไฟสีเหลือง แร่ทองแดง ให้เปลวไฟสีน้ำเงิน

19. ทรัพยากรแร่ การจำแนกชนิดของทรัพยากรแร่ ซึ่งจัดแบ่งตามการใช้ประโยชน์ ออกเป็น 2 พวกใหญ่ ๆ คือ แร่โลหะ และแร่อโลหะ 1. แร่โลหะ (metallic)หมายถึงแร่ที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบ   แร่ที่มีโลหะเป็นส่วนประกอบอยู่มากและมีมูลค่าคุ้มต่อการลงทุน ในการทำ อุตสาหกรรมเหมืองแร่เรียกว่า  สินแร่ 2. แร่อะโลหะ หมายถึง แร่ที่ไม่มีโลหะเป็นส่วนประกอบ  เช่น ควอตซ์  ยิปซัม  ทราย  แก้ว

20. 1. แร่โลหะ (Metallic Minerals) คือ แร่ที่มีธาตุโลหะเป็นส่วนประกอบ สำคัญ สามารถนำไปถลุงหรือ แยกเอาโลหะในแร่มาใช้ประโยชน์ เช่น แร่ทองคำ ดีบุก สังกะสี เหล็ก เงิน ตะกั่ว ฯลฯ แร่ทองแดง แร่ไพไรต์ แร่ทองคำ

21. 2. แร่อโลหะ (Non-metallic Mineral) คือ แร่ที่ไม่มีธาตุโลหะเป็นส่วนประกอบสำคัญ ส่วนมากนำมาใช้ ประโยชน์ได้โดยตรง หรือมีการปรับปรุงคุณภาพเล็กน้อย เช่น แร่ควอตซ์ ยิปซัม แคลไซต์ โดโลไมต์ แบไรต์ เฟลด์สปาร์ ฯลฯ แร่อโลหะแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่ม ดังนี้ แร่แบไรต์ แร่ควอตซ์ แร่แคลไซต์ แร่โดโลไมต์

22. 1. แร่อโลหะเพื่ออุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี ใช้ประกอบการถลุงเหล็ก ในการเจาะน้ำมัน และปุ๋ยวิทยาศาสตร์ แร่กลุ่มนี้ได้แก่ เกลือเฮไลด์ ฟลูออไรต์ แบไรต์ ฟอสเฟต ฯลฯ 2. แร่อโลหะเพื่อเป็นวัสดุโยธาและก่อสร้าง ได้แก่ ทราย กรวด หินย่อย ยิปซัม ใยหิน ดินลูกรัง ศิลาแลง และหินอ่อน

23. 3. แร่เชื้อเพลิง (Mineral Fuels) คือ วัสดุที่มีกำเนิดมาจากการทับถมตัวของพวก พืช สัตว์ และอินทรียสารอื่นๆ จนสลายตัวและเกิดปฏิกิริยากลายเป็นเชื้อเพลิงธรรมชาติ นิยมจัดเป็นแร่โดยอนุโลม ได้แก่ ถ่านหิน หินน้ำมัน น้ำมันดิบ และ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หินน้ำมัน

24. 4. แร่รัตนชาติ (Gems หรือ Gemstones) คือ แร่หรือหินที่มีคุณค่า ความสวยงามหรือเมื่อนำมาเจียระไน ตัด ฝน หรือขัดมันแล้วสวยงาม เพื่อนำมาใช้เป็นเครื่องประดับได้ โดย ต้องมีคุณสมบัติที่สำคัญอยู่ 3 ประการ คือ สวยงาม ทนทานและหายาก โดยทั่วไป สามารถจำแนกออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ เพชร (Diamond) และพลอย (Coloured Stones) ทับทิม บุษราคัม อำพัน

25. 5. กรวด หิน ดิน ทราย (Gravel, Rock, Soil, Sand) กรวด หิน ดิน ทราย เกิดจากการผุพังของหินเดิม อาจเป็นหินอัคนี หินชั้นหรือหินแปรและ ประกอบด้วยแร่ชนิดหนึ่งหรือหลายชนิด มักนำมาใช้ประโยชน์ในลักษณะที่เป็นวัสดุก่อสร้าง กรวด หินแกรนิตสีแดง หินทราย

26. การอนุรักษ์ทรัพยากรธรณี การอนุรักษ์ทรัพยากรธรณี มีแนวทางต่อไปนี้1. การสำรวจ การสำรวจทรัพยากรธรณีมีประโยชน์ ในด้านการลงทุนว่า ผลตอบแทนจะคุ้มต่อการลงทุนหรือไม่ เช่น การสำรวจแหล่งแร่ แหล่งน้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น2. การป้องกัน การป้องกันจะช่วยไม่ให้ทรัพยากรธรรมชาติถูกทำลาย เช่น ป้องกันไม่ให้ดินถูกกร่อนด้วยแรงลมหรือน้ำ

27. 3. การลดอัตราการเสื่อมสูญ โดยการนำทรัพยากรที่ได้ มาใช้ให้เกิดประโยชน์มากที่สุด เช่น การกลั่นน้ำมัน ในขั้นตอน การกลั้นโดยผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์จะได้ผลิตภัณฑ์ ที่นำมาใช้เป็นประโยชน์ เช่น นำมาเป็นพลาสติก ปุ๋ย เป็นต้น 4. การปรับปรุงคุณภาพ การปรับปรุงคุณภาพเพื่อจะได้มี อายุการใช้งานให้ยาวนานมากขึ้น เช่น การนำเหล็กมาใช้ประโยชน์ ในด้านต่าง ๆ ควรจะหาทางป้องกันการเกิดสนิมเหล็ก โดยการทาสี การเคลือบ เป็นต้น 5. การใช้สิ่งอื่นทดแทน เช่น การใช้อะลูมิเนียม คอนกรีต หรือพลาสติกแทนเหล็ก เป็นต้น นำกลับมาใช้ได้อีกครั้งโดยผ่าน กระบวนการทางวิทยาศาสตร์

28. นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับแร่จากเว็บไซต์ต่อไปนี้นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับแร่จากเว็บไซต์ต่อไปนี้ http://www.electron.rmutphysics.com http://www.dmr.go.th http://www.dpim.go.th/stt/ex.php?pduct http://www.cmw.ac.th/elibrary