Waranon ลพบุรี แหล่งแร่เหล็กเขาทับควาย
ภาพบริเวณขุมเหมืองเก่า ที่น่าจะมีการตักแร่เหล็กออกไปแล้ว คงเหลือแต่หิน Marble สีขาวๆ
วันพุธที่ 21 ธันวาคม นี้ ข้าพเจ้าและคณะได้มีโอกาสไปเยี่ยมชมแหล่งแร่เหล็กขนาดใหญ่แหล่งหนึ่งของประเทศ ที่มีความสำคัญทั้งด้านเศรษฐกิจ และ ด้านการศึกษา ที่แหล่งแร่เหล็ก เขาทับควาย
แหล่งแร่เหล็กเขาทับควาย นี้ เกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยาที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ Hydrothermal ที่มีน้ำร้อน และไอร้อนที่ถูกบีบตัวออกมาจากหิน อัคนี Igneous rock ในขณะที่กำลังจะเย็นตัว
ระหว่างการเย็นตัวลงอย่างช้าๆ ของหินหนืดร้อนนี้ หินหนืดร้อน ก็หดตัว และปล่อยน้ำร้อน ไอร้อน ที่มีแร่ธาตุออกมาและ ไอร้อนน้ำร้อนที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุต่างๆ ก็จะมาตกผลึก อยู่ในรอยแตกในหิน Marble
ส่วนตัวหินหนืดเอง เมื่อค่อยๆเย็นตัวลง ก็มีการตกผลึกของแร่ต่างๆเช่น เฟลสปาร์ ในที่สุดก็ได้หิน Intrusive Igneous Rock ที่เรียกว่า Granodiorite
ในกรณีของเขาทับควายนี้ ไอร้อน น้ำร้อนนี้ มีแร่ธาตุเหล็กจำนวนมาก และ ตกผลึกแร่เหล็ก ในรอยแตกในหิน Marble ได้ แร่ Pyrrhotite ซึ่งเป็นเหล็กซัลไฟด์ FeS เป็นลำดับแรก
พอน้ำแร่ไอร้อนนี้ พุ่งไหลขึ้นมาใกล้ผิวดิน มาเจอกับน้ำที่ไหลลงมาจากบนผิวดิน หรือ Meteoric water ซึ่งจะมีการนำพาเอา ออกซิเจนติดตัวมาด้วย ก็จะเกิดการแลกเปลี่ยนอะตอมกัน
เมื่อ Meteoric water ไหลลึกลงไปใต้ดินนับกิโลเมตร ไปเจอกับ ไอร้อน น้ำร้อนจาก หินหนืด ที่มีส่วนประกอบของ เหล็กซัลไฟด์ ก็จะเกิดปฏิกริยาทางเคมี เปลี่ยนจาก เหล็กซัลไฟด์ ไปเป็นเหล็กออกไซด์ อันได้แก่ เหล็กฮีมาไทต์ Hematite Fe2O3 แม่เหล็กดูดไม่ติด และ เหล็กแมกนีไทต์ Magnetite Fe3O4 หรือ FeO.Fe2O3 ซึ่งถ้าใช้แม่เหล็กดูด ก็จะดูดติดทันที
วิธีจำง่ายๆคือ ส่วนไหนที่มีการแลกเปลี่ยน ออกซิเจนอะตอมกันมาก ก็เจอน้ำ Meteoric water มาก (ก็ประมาณ น้ำบาดาล หรือ น้ำผิวดินที่ซึมลงไปลึก เป็นกิโลเมตร) จะทำให้ได้สินแร่ Hematite
ส่วน Magnetite นั้น มีออกซิเจนน้อยกว่า เพราะเจอน้ำน้อยกว่า และส่วนที่อยู่ไกลสุด หรือ ลึกเกินกว่าน้ำจากผิวดินนี้ จะลงไปถึง หรือ น้ำร้อน ไอร้อน จาก หินหนืด Magma ไม่มีโอกาสเจอ Meteoric water ก็จะคงสภาพเป็นเหล็กซัลไฟด์ เหมือนเดิม
ในแหล่งแร่เหล็กเขาทับควายนี้ เราเจอทั้งแร่ Hematite และ Magnetite (แต่มีกองแร่ที่คัดแยกแล้ววางอยู่สองสามกอง) แต่จับทิศทางการวางตัวไม่ได้ เนื่องจากมีการใช้เครื่องจักรกล ตักเกลี่ย จนไม่เห็นสภาพเดิมแล้ว ส่วน Pyrrhotite แบบที่เจอในแหล่งแร่เหล็ก ในจังหวัดเลยนั้น เท่าที่เดินดูชั่วครู่ ไม่พบเห็นที่เขาทับควายนี้ ขอรับ
ในมุมของวงการแร่อุตสหกรรมนั้น แร่ Hematite และ Magnetite นั้น สามารถขายได้ เอาไปถลุง หาโลหะเหล็กได้ แต่ Pyrrhotite นั้น ขายไม่ได้ ไม่มีราคา (ข้าพเจ้าเข้าใจว่ายังไม่มีเทคนิคการถลุงแร่ที่เหมาะสม)
ทีนี้เรามาดูกันว่า การถลุงแร่เหล็กนั้น น่าจะเอา Hematite และ Magnetite มาหลอมให้ละลายที่ความร้อน 1,565°C และ 1597°C ตามลำดับ แต่ในการถลุงแร่นั้น มักจะมีการผสมผงหินปูน หรือ แร่ฟลูออไรต์ ลงไปด้วยเพื่อลดจุดหลอมเหลวให้ต่ำลง
พอหินหลอมละลาย ก็จะมีการแยกชั้นของโลหะเหล็กขึ้นมา โดยชั้นบนสุด จะเป็นเนื้อแก้ว มีฟองอากาศได้มากบ้างน้อยบ้าง มีน้ำหนักเบาสุดในกระบวนการถลุงเหล็ก เรียกว่า Slag เนื่องจากมี Impurity ที่เป็นส่วนผสมของแร่ Silica และ Carbonates เยอะ
ส่วนชั้นรองลงไป เรียกว่า Scrap จะเป็นส่วนที่เป็นส่วนผสมระหว่างเนื้อแก้วและโลหะเหล็ก บางทีเราอาจจะเห็นฟองอากาศได้บ้างใน Scarp ที่แข็งตัวแล้ว ซึ่งเจ้าฟองอากาศเล็กๆนี้ จะช่วยให้เราชี้ตัวเจ้า Slag และ Scrap ได้ดี
ส่วนชั้นต่ำสุด จะหนักสุด เป็นโลหะเหล็กที่ได้รับการถลุงแล้ว พร้อมที่จะนำไปใช้งานต่อไป
จากการเดินดูบริเวณที่มีการทำเหมืองไปแล้วนั้น พบเห็น outcrop หรือหินโผล่ ที่น่าสนใจมากก้อนหนึ่ง ที่แสดงให้เห็นรอยแตกในหิน Marble ที่เป็นช่องทางการไหลของ ไอร้อน น้ำร้อนจาก Magma ขึ้นมา และต่อมามีการเติมเพิ่มโดย เหล็กออกไซด์ แต่ที่สำคัญ พบ ผลึกแร่สีน้ำตาล ขนาด 2-5 มิลลิเมตร ที่คาดว่าจะเป็น Almandine Garnet หรือ Andradite Garnet ซึ่งเป็น indicator ของ skarn deposited โดยเฉพาะแร่เหล็ก
แต่ที่น่าทึ่งมาก ใน Outcrop อีกจุดหนึ่ง เราได้เห็น Iron Crete หรือ เม็ดเหล็กที่มีองค์ประกอบเป็นแร่ Goethite ซึ่งเป็นเหล็กออกไซด์ ชนิดหนึ่ง ซึ่งมักจะเกิดร่วมกับทางน้ำไหล กลิ้งไปกลิ้งมา เป็นเม็ดกลม แล้วพอกให้มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ
ส่วนข้างๆ ของ Iron Crete นั้นยังเห็นชั้น กรวดเหลี่ยมที่ไม่มีการคัดขนาด วางตัวสะเป่ะสะปะ จนน่าสงสัย และพบ วัตถุสีดำสองสามชิ้น ปะปนอยู่ในกลุ่มของหินเหลี่ยมๆในกลุ่มของ Iron Crete ท่านปรมาจารย์ ตี๋ไวยพจน์ และ ซือแป๋ นเรศ ให้ความเห็นว่า อาจจะเป็น Slag หรือ Scrap ที่เกิดจากการถลุงเหล็กของมนุษย์ยุคเก่า หรือเปล่า พอดีก็เดินไปเจอ หินก้อนสีดำขนาด 10" ก้อนหนึ่ง แต่ค่อนข้างหนัก แต่ไม่หนักมาก เลยเคาะดู เป็นเนื้อโลหะ และมีร่องรอยคล้ายฟองอากาศเล็กๆอยู่ด้วย ก็ทำให้เราสงสัยว่า แถวนี้ อาจจะมีเตาถลุงเหล็กโบราณอยู่ แต่อาจถูกไถถูกตักออกไปแล้วก็เป็นได้
แต่เรื่องนี้ ก็ยินดีรับฟังและจากผู้รู้จริงๆ เพิ่มเติมอีกอีกขอรับ
เหมืองแร่เหล็ก เขาทับควายนี้ อยู่ริมถนนพหลโยธิน ขาขึ้น ด้านขวามือ ในเขตอำเภอโคกสำโรง จัหวัดลพบุรี มีทางลูกรังสภาพดี เข้าถึงหน้าเหมือง แต่ปัจจุบัน เหมืองแร่นี้ หยุดกิจการไปแล้วเนื่องจากสัมปทานหมดไปแล้ว จึงยังเก็บไว้เป็นแหล่งศึกษาด้านธรณีวิทยาต่อไปได้ดีน่ะขอรับ
.
-------------------------------------------------
ที่มา
- https://www.facebook.com/waranon555
รวบรวมข้อมูลและภาพ
-------------------------------------------------
บทความ วรานนท์ หล้าพระบาง (Waranon Laprabang) รวมข้อมูล
รวมบทความที่น่าสนใจจากนักธรณีวิทยาของไทย-------------------------------------------------
ก้อนแร่ Magnetite ที่ดูดติดกับแม่เหล็ก
ส่วนสีขาวนั้นเป็นหินปูนเดิม แต่ถูกความร้อนจาก Granodiorite magma บ่มจนกลายสภาพเป็น Marble ที่มีรอยแตก และ มีร่องรอยการไหลผ่านของ น้ำร้อน ไอร้อน ที่คลายตัวออกมาจาก Magma ผ่านมา ด้วย
น้ำร้อนและไอร้อนจาก Magma มีฤทธิสภาพเป็นกรด เมื่อเจอกับหิน carbonates ที่เป็นด่างจึงทำปฏิกริยากัน และเกิด Skarn deposited ให้ผลึกแร่จุดสีเข้มๆ ที่คาดว่าจะเป็น Garnet แต่สีดำเป็นปื้นนั้น อาจจะเป็น Magnetite ที่ยังติดค้างอยู่
สายแร่เดิมที่ถูกแทนที่ด้วยเหล็กออกไซด์???
