มูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชน

การเกิดแร่เหล็ก

แร่เหล็กที่พบมีอยู่ในบริเวณต่างๆ ของโลก สามารถแบ่งออกเป็น ๒ ประเภทใหญ่ๆ คือ จากแหล่งแร่เหล็กที่กำเนิดแบบแมกมา (Magmatic iron deposit) จัดเป็นแหล่งแร่แบบปฐมภูมิ (Primary ore deposit) และจากแหล่งแร่เหล็กที่มีกำเนิดแบบหินชั้น (Sedimentary iron deposit) จัดเป็นแหล่งแร่แบบทุติยภูมิ (Secondary ore deposit) รายละเอียดของแหล่งแร่เหล็กแต่ละประเภทมีดังนี้

๑. แหล่งแร่เหล็กที่กำเนิดแบบแมกมา

แหล่งแร่เหล็กที่กำเนิดแบบแมกมาเป็นแหล่งแร่ที่มีความสัมพันธ์กับการแทรกซอนขึ้นมา ของแมกมาจากใต้ผิวโลก โดยแมกมาเป็นแหล่งต้นกำเนิดของสารละลายไอเอิร์นออกไซด์ ที่มีทั้งแร่ฮีมาไทต์และแร่แมกนีไทต์ ซึ่งจะแยกตัว และแทรกเข้าไป ในหินชนิดต่างๆ ที่อยู่โดยรอบแมกมาเหล่านั้น แหล่งแร่เหล็กที่กำเนิดจากแมกมาแบ่งย่อยออกเป็น ๔ แบบ คือ

แหล่งแร่เหล็กแบบสายแร่ ตำบลนาแขม อำเภอเมืองฯ จังหวัดเลย

๑. แหล่งแร่เหล็กแบบสายแร่ (Vein deposit)

เป็นแหล่งแร่ที่เกิดจากสารละลายของไอเอิร์นออกไซด์ ที่มีส่วนประกอบของแร่ฮีมาไทต์ (Fe2O3) และแร่แมกนีไทต์ (Fe3O4 ) ได้แยกตัวออกมาจากแมกมา ในขณะที่แมกมากำลังเย็นตัวลง และแทรกขึ้นมาตามรอยแตก รอยเลื่อน หรือตามช่องทางที่ง่ายต่อการแทรกขึ้นมาในหินท้องที่ แล้วเย็นตัวเป็นแร่เหล็ก ทั้งชนิดแร่แมกนีไทต์และแร่ฮีมาไทต์แทรกอยู่ในรอยแตก และรอยเลื่อนเหล่านั้น แหล่งแร่เหล็กที่มีกำเนิดแบบนี้ เช่น แหล่งแร่เหล็กตำบลนาแขม อำเภอเมืองฯ จังหวัดเลย และแหล่งแร่เหล็ก ตำบลน้ำรอบ อำเภอลานสัก จังหวัดอุทัยธานี

๒. แหล่งแร่เหล็กแบบสการ์น (Skarn deposit)

เป็นแหล่งแร่ที่เกิดจากแมกมาของหินอัคนีที่แทรกซอนขึ้นมา ในหินท้องที่ที่มีส่วนประกอบเป็นคาร์บอเนต เช่น หินปูน หินดินดานปนปูน แล้วเกิดกระบวนการแปรสภาพแบบแทนที่ ในบริเวณแนวสัมผัสระหว่างหินอัคนีและหินท้องที่ ทำให้มีแร่ใหม่เกิดขึ้น และสารละลายของไอเอิร์นออกไซด์ ที่มีส่วนประกอบของแร่แมกนีไทต์ได้แยกตัวออกจากแมกมาดังกล่าว แล้วเย็นตัวเป็นแร่เหล็กชนิดแร่แมกนีไทต์แทรกอยู่ในบริเวณแนวสัมผัสระหว่างหินอัคนี และหินท้องที่ หินชนิดใหม่ ที่เกิดจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบ เรียกว่า แมกนีไทต์สการ์น

แหล่งแร่เหล็กเขาทับควาย อำเภอโคกสำโรง จังหวัดลพบุรี

แหล่งแร่เหล็กที่มีกำเนิดแบบนี้ เช่น แหล่งแร่เหล็กตำบลหนองโพ อำเภอตาคลี ตำบลหนองกลับ อำเภอหนองบัว และตำบลวังข่อย อำเภอไพศาลี จังหวัดนครสวรรค์

๓. แหล่งแร่เหล็กแบบแทนที่ในหินท้องที่ (Replacement deposit)

เป็นแหล่งแร่ที่เกิดจากกระบวนการแปรสภาพแบบแทนที่ เช่นเดียวกับแหล่งแร่เหล็กแบบสการ์น โดยสารละลาย ของไอเอิร์นออกไซด์ที่มีส่วนประกอบของแร่ฮีมาไทต์ และแร่แมกนีไทต์ที่แทรกขึ้นมา ตามรอยแตกและรอยเลื่อนของหินท้องที่ ที่เป็นชั้นหินที่มีความพรุนในเนื้อหิน ซึ่งได้แก่ หินทราย หินทรายแป้ง และหินดินดาน แล้วสารละลายของไอเอิร์นออกไซด์ ได้ซึมเข้าไปแทนที่ในเนื้อหินท้องที่เกือบทั้งหมด หรือเพียงบางส่วน โดยลักษณะของชั้นหินท้องที่ยังหลงเหลืออยู่บ้าง เช่น แนวชั้น และลักษณะเนื้อหิน

แหล่งแร่เหล็กเขาอึมครึม ตำบลหนองรี อำเภอบ่อพลอย จังหวัดกาญจนบุรี

ในธรรมชาติพบว่า การแทนที่ของสารละลายของไอเอิร์นออกไซด์มักเกิดในบริเวณด้านบน และด้านข้างของสายแร่เหล็ก โดยสารละลายของไอเอิร์นออกไซด์ที่เย็นตัวแทรกอยู่ในรอยแตกและรอยเลื่อน จัดเป็นแหล่งแร่เหล็กแบบสายแร่ ส่วนสารละลาย ของไอเอิร์นออกไซด์ที่ซึมเข้าไปในเนื้อหินเดิม จะทำให้เกิดแหล่งแร่เหล็กแบบแทนที่ในหินท้องที่ ดังนั้น แหล่งแร่เหล็กทั้ง ๒ แบบดังกล่าว มักเกิดร่วมกัน เช่น แหล่งแร่เหล็กภูอ่าง ตำบลนาดินดำ อำเภอเมืองฯ จังหวัดเลย และแหล่งแร่เหล็กเขาอึมครึม ตำบลหนองรี อำเภอบ่อพลอย จังหวัดกาญจนบุรี

แร่เหล็กเขาอึมครึม

๔. แหล่งแร่เหล็กที่สัมพันธ์กับแมกมาแบบอื่นๆ

ในแหล่งแร่เหล็กบางแหล่ง แร่แมกนีไทต์มักเกิดร่วมกับหินภูเขาไฟชนิดที่ไหลแทรกขึ้นมา โดยผลึกแร่แมกนีไทต์เกิดรวมกันเป็นโซนภายในเนื้อหิน ในประเทศไทยไม่มีแหล่งแร่เหล็กที่เกิดแบบนี้

๒. แหล่งแร่เหล็กที่กำเนิดแบบหินชั้น

เกิดจากตะกอนที่มีส่วนประกอบของแร่เหล็กเป็นส่วนใหญ่ได้ตกทับถมกัน ภายในบริเวณแอ่งสะสมตะกอนตามกระบวนการ ของการกำเนิดหินชั้น โดยตะกอนแร่เหล็กจะสะสมตัวเรียงกันเป็นชั้นๆ จนเกิดเป็นหินชั้นชนิดหนึ่ง แต่มีส่วนประกอบของธาตุเหล็ก เป็นส่วนใหญ่ แร่เหล็กที่มีกำเนิดในลักษณะนี้แบ่งย่อยเป็น ๓ แบบ คือ