การศึกษาธรณีวิทยาและสภาพแวดล้อมบรรพกาลของแหล่งซากดึกดำบรรพ์ดอยโตน ตำบลแม่กาษา อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก

บทคัดย่อ

ดอยโตนเป็นภูเขาเล็ก ๆ ตั้งอยู่ใน ตำบลแม่กาษา อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก และอยู่ทางทิศเหนือของแอ่งแม่สอด ดอยโตนเป็นพื้นที่ที่มีความโดดเด่น เนื่องจากมีการพบซากดึกดำบรรพ์ใบไม้ประทับอยู่ในหินทราย แต่ยังมีข้อถกเถียงในเรื่องอายุทางธรณีวิทยา การศึกษาในครั้งนี้จึงได้ทำการศึกษาตะกอนวิทยา ลำดับชั้นหิน ศิลาวรรณนา แร่วิทยา ธรณีเคมี และซากดึกดำบรรพ์ใบไม้ เพื่อแปลความสภาพแวดล้อมบรรพกาล สภาพภูมิศาสตร์บรรพกาล และเปรียบเทียบอายุทางธรณีวิทยาของพื้นที่ การลำดับชั้นหินของหมวดหินดอยโตน แบ่งออกเป็น 2 หมู่หิน ประกอบด้วย หมู่หินดอยโตนส่วนล่าง และหมู่หินดอยโตนส่วนบน ซึ่งหมู่ทั้งสองวางตัวต่อเนื่องกัน ชั้นหินมีการวางตัวประมาณ 45 องศา ในทิศตะวันออกเฉียงเหนือ - ตะวันตกเฉียงใต้ มีมุมเอียงเทประมาณ 10 องศา ไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ความหนาของหมวดหินคาดว่าหนาไม่น้อยกว่า 85 เมตร หมู่หินดอยโตนส่วนล่าง ประกอบด้วยหินโคลน สีเทาปนเขียว แทรกสลับกับหินทราย สีเทาปนดำ มีการวางชั้นดี ชั้นหินบางถึงบางมาก มีสารเชื่อมประสานเป็นสารประกอบคาร์บอเนต พบเศษพืชจำนวนมาก (กิ่งไม้ เปลือกไม้ และเศษใบไม้) พบซากตึกดำบรรพ์หอยฝาเดียว และหอยสองฝาหินโผล่ของหมู่หินดอยโตนส่วนล่าง พบได้น้อย โดยพบหินโผล่ชัดเจนเพียงจุดเดียว คือ บริเวณสระน้ำที่ชาวบ้านขุดเพื่อเก็บน้ำไว้ใช้ในการเกษตร ที่ระดับเส้นชั้นความสูงประมาณ 200 เมตรจากระดับน้ำทะเลเท่านั้น หมู่หินดอยโตนส่วนบน พบชั้นหินโผล่ชัดเจนบริเวณวัดดอยโตน ประกอบด้วย หินกรวดมน หินทราย และหินทรายแป้ง พบซากตึกดำบรรพ์เศษพืช ซากตึกดำบรรพ์ใบไม้ หอยฝาเดียว หอยสองฝา และรอยประทับของซากตึกดำบรรพ์ที่อาจเป็นเอไคโนเดิร์ม หรือผลไม้ ซึ่งยังไม่สามารถจำแนกได้อย่างแน่ชัดในการศึกษาในครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาของหมู่หินดอยโตนส่วนบน จากการศึกษาลักษณะปรากฏของหินตะกอนของหมู่หินดอยโตนส่วนบน พบว่าสามารถจัดแบ่งลักษณะปรากฏได้เป็น 5 ลักษณะปรากฏ ได้แก่ Sm Sg Sr Sp และ Gm (Gm และ Gmg) ซึ่งสามารถรวมลักษณะปรากฏตามความสัมพันธ์เพื่อแปลความสภาพแวดล้อมการสะสมตัวได้เป็น 2 ชุดลักษณะประกอบด้วย (1) ชุดลักษณะปรากฏร่องน้ำ (Gm Gmg Sy Sr Sp และ Sm) และ (2) ชุดลักษณะปรากฏสันดอยทราย (Sg Sr และ Sp) ทั้งสองชุดลักษณะปรากฏนี้บ่งชี้ว่าหมู่หินดอยโตนส่วนบนมีการสะสมตัวแบบธารน้ำประสานสาย และหมู่หินดอยโตนส่วนล่างสามารถแปลความการสะสมตัวเบื้องต้นได้เป็นทะเลสาบน้ำจืด การศึกษาศิลาวรรณนาของหินทรายของหน่วยหินดอยโตนส่วนบน จำนวน 21 ตัวอย่าง สามารถจำแนกได้เป็น หินควอตซ์อารีไนต์ และหินสับลิทารีไนต์ ศิลาวรรณนาของหินทรายแป้ง จำนวน 9 ตัวอย่าง สามารถจำแนกได้เป็น หินทรายแป้งปนทราย และหินโคลน เม็ดตะกอนที่พบเป็นแบบกึ่งเหลี่ยมถึงกึ่งกลมมน มีความเป็นทรงกลมต่ำ มีการคัดขนาดแย่ เม็ดตะกอนเศษหินส่วนใหญ่ประกอบด้วย หินโคลน หินซิลิซิฟายด์ หินทราย หินแปร และหินอัคนีแทรกซอน การศึกษาแร่วิทยาด้วยเครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ พบว่าตัวอย่างทั้งหมดมีปริมาณของควอตซ์มากที่สุด รองลงมาเป็นเคโอลิไนต์ และแร่ที่พบน้อยที่สุดคือ ไมกาหรืออิลไลต์ การศึกษาธรณีเคมีด้วยเครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ พบว่าปริมาณออกไซด์ของธาตุหลักของหมู่หินดอยโตนส่วนบนประกอบด้วย ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) เป็นหลัก รองลงมาคือ อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al,O3) ส่วนออกไซด์ของธาตุหลัก เหล็กออกไซด์ (Fc,O3) แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) แคลเซียมออกไซด์ (CaO) โซเดียมออกไซด์ (Na,O) โพแทสเซียมออกไซด์ (K2O) ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) และฟอสฟอรัสออกไซต์ (P2O) พบเล็กน้อย ในขณะที่ แมงกานีสออกไซด์ (MnO) มีปริมาณน้อยมากจนไม่สามารถตรวจพบได้ในเกือบทุกตัวอย่าง และจากการศึกษาลักษณะสัณฐานของซากตึกดำบรรพ์ใบไม้ แบ่งเป็นพืชใบเลี้ยงคู่ 23 กลุ่มลักษณะ และพืชที่ไม่สามารถจำแนกได้ 2 กลุ่ม ลักษณะ หินตะกอนในพื้นที่ศึกษามีความสัมพันธ์กับกระบวนการเกิดเทือกเขา และการเกิดภายในพื้นทวีป การศึกษาธรณีเคมีบ่งชี้ว่าหินต้นกำเนิดมีองค์ประกอบคล้ายกับหินอัคนีชนิดปานกลาง หรือเป็นหินตะกอนที่มีปริมาณควอตซ์สูง เกิดการผุพังให้กำเนิดตะกอนสะสมตัวในแอ่งสะสมตะกอนบริเวณที่เป็นแผ่นทวีปสถิต ที่มีอัตราการผุพังของหินต้นกำเนิดสูง เศษชิ้นหินอาจเทียบเคียงได้กับหินอายุตั้งแต่พรี-แคมเบรียนจนถึงครีเทเซียส ที่พบในแนวเทือกเขาด้านตะวันออกของแอ่งแม่สอด นอกจากนี้ผลการศึกษาสภาพภูมิอากาศบรรพกาลระหว่างการสะสมตัวของเม็ดตะกอนจากการศึกษาศิลาวรรณนา แร่วิทยา และธรณีเคมี บ่งชี้ภูมิอากาศบรรพกาลแบบร้อนและชื้น การศึกษาซากดึกดำบรรพ์พืชใบเลี้ยงคู่บ่งชี้ว่าเป็นพืชพรรณที่เกิดในเขตป่าดิบแล้ง ซึ่งอยู่บริเวณพื้นที่ราบ และบริเวณตีนเขา พื้นที่มีอุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปี จากCLAMP ได้ 21.2 องศาเซลเซียส และจาก LMA ได้ 27.58-30.52 องศาเซลเซียส ปริมาณหยาดน้ำฟ้า เฉลี่ยเท่ากับ 125.91-154.9 เซนติเมตรต่อปี ซึ่งมีความใกล้เคียงกับลักษณะป่าไม้ปัจจุบันของพื้นที่อำเภอแม่สอด และมีความใกล้เคียงกับสภาพภูมิอากาศในสมัยอีโอซีนของพื้นที่เอเชียตะวันออกเฉียงใต้มากที่สุด