Organic geochemical characteristics of coal deposits in Lampang Province

Abstract

ถ่านหินและหินตะกอนจำนวน 31 ตัวอย่างจากแหล่งถ่านหินแม่ตีบและแหล่งถ่านหินแม่ทานที่ตั้งอยู่ในจังหวัดลำปางทางตอนเหนือของประเทศไทยถูกนำมาศึกษาลักษณะเฉพาะทางธรณีเคมีอินทรีย์ (Organic geochemistry) ผลจากการวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด (Total organic carbon) พบว่าตัวอย่างถ่านหินจากแหล่งแม่ตีบมีค่าระหว่าง 30.12 - 73.71 wt. % และสูงกว่าตัวอย่างถ่านหินของแหล่งแม่ทานซึ่งมีค่าระหว่าง 23.48 - 52.50 wt. % หินดินดานจากทั้งสองแหล่งมีค่าใกล้เคียงกันระหว่าง 4.82 - 19.49 wt. % ในแหล่งแม่ตีบ และ 14.00 - 24.87 wt. % ในแหล่งแม่ทาน ค่าที่น้อยที่สุดของปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดปรากฏในตัวอย่างหินโคลนซึ่งมีค่าระหว่าง 0.88 – 4.92 wt. % ในแหล่งแม่ตีบ และค่าระหว่าง 0.59 – 5.98 wt. % การวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ที่สกัดได้ (Extractable organic matter) ในตัวอย่างหินของแหล่งแม่ตีบมีค่าระหว่าง 1,277 - 9,764 ppm ในขณะที่ตัวอย่างหินของแหล่งแม่ทานมีค่ามากกว่าโดยอยู่ระหว่าง 1,256-16,421 ppm จากข้อมูลข้างต้นทั้งสองแหล่งมีศักยภาพการเป็นชั้นหินต้นกำเนิดของแหล่งปิโตรเลียมอยู่ในเกณฑ์ดีถึงดีเยี่ยมยกเว้นหินโคลนบางตัวอย่าง ข้อมูลลักษณะเฉพาะทางธรณีเคมีอินทรีย์ศึกษาจากแก๊สโครมาโตแกรม (Gas chromatogram) ได้มาจากการวิเคราะห์โดยใช้เครื่องมือแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตมิเตอร์ (Gas chromatography-mass spectrometer) ซึ่งให้ข้อมูลของตัวชี้วัดทางชีวภาพ (Biomarker and non-biomarker) ที่มีประโยชน์ในการตีความทั้งระดับความพร้อมสมบูรณ์ (Maturity) ชนิดของอินทรีย์วัตถุ (Organic matter input) และสภาพแวดล้อมการสะสมตัวในอดีต (Depositional environment) ในการศึกษานี้ถ่านหินมีระดับความพร้อมสมบูรณ์เทียบเคียงกับระดับถ่านหิน (coal rank) อยู่ในระดับลิกไนต์ถึงบิทูมินัสสารระเหยสูงระดับซี (Lignite – high volatile bituminous C) อ้างอิงจากตัวชี้วัดความพร้อมสมบูรณ์ทางชีวภาพ (Biomarker maturity) ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวอย่างหินมีระดับความพร้อมสมบูรณ์อยู่ในระดับตอนต้น (immature-early mature stage) แก๊สโครมาโตแกรมของแอลเคนสายตรง (n-alkanes) และดัชนีคาร์บอนคู่คี่ (Carbon Preference Index, CPI) ของทั้งสองแหล่งถ่านหินบ่งชี้ถึงพืชบกเป็นชนิดของสารอินทรีย์หลักร่วมกับสาหร่ายน้ำจืดที่เป็นชนิดของสารอินทรีย์รอง สภาพแวดล้อมการสะสมตัวโบราณของทั้งสองแหล่งถ่านหินนั้นสะสมตัวบนบกโดยอ้างอิงจากตัวชี้วัดทางชีวภาพของสเตอเรนทั่วไป (Regular steranes) และพบว่าวิทยาหินที่แตกต่างกันส่งผลมาจากสภาวะการสะสมตัวโบราณที่แตกต่างกัน การเกิดถ่านหินของทั้งสองแหล่งสัมพันธ์กับสภาวะออกซิเจนปานกลางถึงสูงในช่วงระหว่างการสะสมตัว ระดับน้ำในแอ่งมีส่วนสำคัญในการควบคุมชนิดของอินทรีย์วัตถุและการเกิดถ่านหิน ตัวอย่างหินดินดานในการศึกษานี้สะสมตัวภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนซึ่งสัมพันธ์กับระดับน้ำที่สูงโดยเป็นสภาวะที่สามารถให้อินทรีย์วัตถุประเภทสาหร่ายที่อาศัยอยู่ภายในแอ่งที่มีสภาวะไร้ออกซิเจนถึงออกซิเจนต่ำส่งผลให้เกิดหินน้ำมันขึ้นได้โดยเฉพาะแหล่งแม่ตีบ หินโคลนสามารถสะสมตัวภายใต้สภาวะออกซิเจนปานกลางเป็นส่วนใหญ่ในช่วงที่มีปริมาณสารอินทรีย์ต่ำ