วิวัฒนาการธรณีวิทยาแปรสัณฐานประเทศไทย : ภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และภาคตะวันออก : รายงานวิจัย

Abstract

พื้นที่ที่ศึกษาในปีที่หนึ่งครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ในภาคเหนือของประเทศไทย โดยเน้นการศึกษาตามเส้นทางที่คาดว่าเป็นแนวรอยต่อที่เกิดจากการชนกันของจุลทวีป และบรรพสมุทรต่าง ๆ ของประเทศไทยในอดีต ซึ่งประกอบด้วยเส้นทางลำปาง-เชียงใหม่-เชียงรายทางตอนเหนือ, เส้นทางอุตรดิตถ์-น่าน-ตาก ทางตอนใต้และตะวันออก และทางตะวันตกสุดของภาคเหนือบริเวณแม่สะเรียง-แม่ฮ่องสอน ในการศึกษาวิจัยครั้งนี้ได้เน้นถึงการสำรวจทางด้านธรณีวิทยา, รายละเอียดด้านการลำดับชั้นหิน (โดยเฉพาะการแผ่กระจายของหินยุคไทรแอสซิก), ธรณีโครงสร้างหลัก, ศิลาพรรณนาและธรณีเคมี (โดยเฉพาะโครเมียนสปิเนล) เพื่อกำหนดแนวและขอบเขตที่แน่ชัดของรอยต่อที่เกิดจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลก หินตะกอนยุคไทรแอสซิกมีความสำคัญทางธรณีวิทยาของประเทศนับตั้งแต่ Bunopas (1981) ได้เคยวิเคราะห์ว่าแผ่นจุลทวีปที่สำคัญประเทศไทย มี 2 แผ่น คือ จุลทวีปฉานไทย และจุลทวีปอินโดจีน เกิดการชนกันในช่วงยุคไทรแอสซิกบริเวณที่เรียก ตะเข็บธรณีน่าน แต่ต่อมามีความเชื่อว่าแผ่นจุลทวีปทั้งสองถูกคั่นด้วยแผ่นมหาสมุทรทีทีสโบราณที่ชื่อว่าแผ่นลำปาง-เชียงราย และ แผ่นนครไทย ซึ่งมีอายุประมาณกลางถึงปลายมหายุคพาลิโอโซอิก มีการเคลื่อนที่ชนกันและเชื่อมต่อกันในยุคไทรแอสซิกตอนปลาย (Charusiri และคณะ, 1997) ก่อนที่จะเป็นรูปร่างประเทศไทยในปัจจุบัน ดังนั้นลักษณะตะกอนวิทยาชนิดหินตะกอน และสภาพการตกตะกอนของหินยุคดังกล่าวจึงมีความหมายแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่การศึกษา หินตะกอนยุคไทรแอสซิกและการแผ่กระจายของหินยุคนี้จึงมีความสำคัญในการศึกษาธรณีแปรสัณฐานในประเทศไทยเป็นอย่างมาก ผลการศึกษาตะกอนที่สะสมตัวในทะเลยุคไทรแอสซิก โดยเฉพาะบริเวณพื้นที่แม่ฮ่องสอน-แม่สะเรียง ทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศไทยซึ่งรู้จักในชื่อของกลุ่มหินแม่สะเรียง จากการลำดับชั้นหินและซากดึกดำบรรพ์ กลุ่มหินแม่สะเรียงมีอายุไทรแอสซิกตอนกลางถึงตอนปลาย จากการศึกษาโครเมียนสปิเนลของหินตะกอนอายุไทรแอสซิกในพื้นที่แม่ฮ่องสอน ด้วยเครื่องอิเล็กตรอนไมโครโพรบ พบว่าในหินทรายอายุไทรแอสซิกนี้บ่งถึงที่มาของหินเดิมว่ามาจากหินอัคนีเป็นประเภทแอลไพน์และมีความสัมพันธ์กับหินบะซอลต์ที่ประทุจากสันกลางสมุทรและที่ประทุขึ้นมาบนพื้นท้องทะเล แต่อยู่ได้เพียงไม่นาน จึงเกิดการปิดของมหาสมุทรทีทีสโบราณกลายเป็นตะเข็บธรณีอีกแนวที่เรียกตะเข็บแม่ฮ่องสอน สำหรับผลการศึกษาศิลาเคมีของหินแกรนิตในแถบจังหวัดตาก และบริเวณแถบใกล้เคียงซึ่งต่อเข้าไปทางทิศตะวันตกจนถึงรอยตะเข็บเชียงใหม่ ทำให้ทราบว่าเป็นหินแกรนิตประเภทแกรนิตอัคนี โดยการปิดตัวของแผ่นฉานไทยลงไปได้แผ่นลำปาง-เชียงราย ซึ่งผลดังกล่าวแตกต่างจากแนวหินแกรนิตที่อยู่ทางฝั่งตะวันตกของจังหวัดเชียงใหม่ คือตั้งแต่ตะวันตกของจังหวัดเชียงรายจนถึงแม่ฮ่องสอน และต่อแนวลงมาทางใต้จนถึงตากและกาญจนบุรีเป็นหินแกรนิตตะกอน ซึ่งถือว่ากำเนิดจากการหลอมละลายบางส่วนของหินตะกอนใต้เปลือกโลกส่วนทวีป ดังนั้นลักษณะธรณีแปรสัณฐานของแนวแกรนิตทั้งสองแนวนี้น่าจะแตกต่างกันด้วย ทำให้เราได้ตะเข็บเชียงใหม่ขึ้นได้ สำหรับบริเวณพื้นที่แนวตะเข็บธรณีน่าน ผลการวิเคราะห์ด้วยเครื่องอิเลคตรอนไมโครโพลบโครเมียนสปิเนลจากหินอัคนีสีเข้มถึงสีเข้มจัดเกิดอยู่ในชุดหินโอฟิโอไลต์ ซึ่งประกอบด้วยหินอัคนีสีเข้มและหินอัคนีสีเข้มจัดล้อมรอบด้วยหินตะกอนที่แปรสภาพอายุประมาณไทรแอสซิก หินอัลตราเมฟิกและเมฟิกเหล่านี้ถูกจัดเรียกรวมกันว่าหินอัคนีชุดฝาส้ม ซึ่งมีอายุช่วงปลายมหายุคพาลิโอโซอิกและต้นยุคไทรแอสซิก และบางส่วนอาจจะอ่อนจนถึงยุคครีเตเซียส ชุดหิน โอฟิโอไลต์พวกอัลตราเมฟิก-เมฟิกเหล่านี้ปรากฏแทรก สลับกับหินตะกอนเป็นลักษณะของชิ้นส่วนของแผ่นธรณีที่ถูกเบียดอัดด้วยแรงดันสูงทำให้แตกหักหินตะกอนเหล่านั้นประกอบด้วย หินทราย หินชนวน หินดินดาน และหินกรวดมนในอายุช่วงเพอร์โมไทรแอสซิกและคาร์บอนิเฟอรัส จากผลวิเคราะห์ธรณีเคมีของโครเมียนสปิเนลจากชุดหินโอฟิโอไลต์มีลักษณะปรากฏในสภาพธรณีวิทยาแบบการขนานชั้นซับซ้อน และบ่งชี้ถึงสภาพธรณีแปรสัณฐานแบบเกาะโค้งภูเขาไฟ ขณะที่หินอัลตราเมฟิกซึ่งเป็นต้นกำเนิดของโครเมียนสปิเนลจากพื้นที่เชียงรายเป็นประเภท อัลไพน์-เพอร์ริโด ไทต์ ซึ่งกำเนิดในลักษณะธรณีแปรสัณฐานแบบด้านหน้าแนวโค้งภูเขาไฟ