กลุ่มแร่คลอไรต์ แร่สีเขียวในหินแปรและหินอัคนี

แร่คลอไรต์ เป็นกลุ่มของแร่ฟิลโลซิลิเกต (phyllosilicate) ที่พบได้ทั่วไปในหินแปรระดับต่ำ (low-grade metamorphic rocks) และในหินอัคนีที่ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แม้ว่าชื่อจะคล้ายกับคำว่าคลอรีน แต่แร่คลอไรต์ไม่ได้มีธาตุคลอรีนเป็นส่วนประกอบ ชื่อนี้มาจากภาษากรีกคำว่า chloros ซึ่งแปลว่า "สีเขียว" เพื่อสื่อถึงสีที่เป็นเอกลักษณ์ของแร่นี้

แร่ในกลุ่มนี้มีความหลากหลายทางองค์ประกอบทางเคมีสูง โดยมีการแทนที่กันระหว่างแมกนีเซียม เหล็ก อะลูมิเนียม และซิลิคอนในโครงสร้างผลึก ซึ่งทำให้คุณสมบัติทางกายภาพ ทางแสง และคุณสมบัติทางรังสีเอกซ์มีความแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบ

คุณสมบัติทางกายภาพและโครงสร้าง

แร่คลอไรต์มักเกิดเป็นผลึกสีเขียวอมฟ้าที่มีลักษณะคล้ายกับแร่มิกา (mica) อย่างไรก็ตาม แผ่นของคลอไรต์จะมีความยืดหยุ่นแต่ไม่คืนตัวเหมือนมิกา และแยกออกจากกันได้ยากกว่า ในขณะที่แร่ทัลก์ (talc) จะมีความอ่อนนุ่มกว่าและให้ความรู้สึกลื่นเหมือนสบู่เมื่อสัมผัส

โครงสร้างทางเคมี

สูตรทางเคมีทั่วไปของคลอไรต์คือ (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2·(Mg,Fe)3(OH)6 โครงสร้างของกลุ่มแร่นี้ถูกอธิบายว่าเป็นแบบ TOT-O ซึ่งประกอบด้วยชั้น TOT (Tetrahedral-Octahedral-Tetrahedral) สลับกับชั้น O (Octahedral)

• ชั้น TOT: คล้ายกับโครงสร้างของแร่ทัลก์ แต่ในคลอไรต์จะมีอะลูมิเนียมเข้ามาแทนที่ซิลิคอนบางส่วน ทำให้ชั้นนี้มีประจุลบ
• ชั้น O: หรือชั้นบรูไซต์ (brucite layer) ซึ่งมีประจุบวก ทำหน้าที่ยึดเหนี่ยวชั้น TOT เข้าด้วยกัน

ด้วยลักษณะนี้ แร่คลอไรต์จึงถูกจัดเป็นแร่ดินเหนียวประเภทที่ไม่ขยายตัว (nonswelling clay mineral) เนื่องจากน้ำไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างระหว่างชั้นได้ และมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนแคตไอออนต่ำ

การเกิดและแหล่งที่พบ

คลอไรต์เป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปในหินหลายประเภท ทั้งหินแปร หินอัคนี และหินตะกอน โดยมีบทบาทสำคัญดังนี้:

• หินแปร: เป็นแร่ดัชนีที่สำคัญของ Greenschist Facies (หินชนวนสีเขียว) ซึ่งเกิดจากการแปรสภาพของหินบะซอลต์หรือหินภูเขาไฟที่มีซิลิกาต่ำ ภายใต้อุณหภูมิประมาณ 450 องศาเซลเซียส และความดันประมาณ 5 kbar
• หินอัคนี: มักพบเป็นแร่ทุติยภูมิที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแร่หลัก เช่น ไบโอไทต์ ฮอร์นเบลนด์ ไพโรซีน หรือการ์เนต
• การเปลี่ยนแปลงทางน้ำร้อน (Hydrothermal Alteration): พบได้บ่อยในการเปลี่ยนแปลงแบบ propylitic ซึ่งจะเกิดร่วมกับแร่เอพิโดต แอคตินโนไลต์ และแคลไซต์

ความสำคัญทางธรณีวิทยา

ในทางศิลาวิทยา แร่คลอไรต์ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ถึงระดับการแปรสภาพที่ต่ำที่สุด (mildest metamorphism) หากอุณหภูมิสูงขึ้น แร่คลอไรต์จะทำปฏิกิริยากับแร่เฟลด์สปาร์หรือมิกาชนิดอื่นจนกลายเป็นไบโอไทต์ มัสโคไวต์ และควอตซ์ในที่สุด