โล่ธรณีวิทยา พื้นที่หินฐานรากโบราณของเปลือกโลก

โล่ธรณีวิทยา (Shield) คือบริเวณกว้างของเปลือกโลกที่ประกอบด้วยหินอัคนีและหินแปรคุณภาพสูงจากยุคพรีแคมเบรียน (Precambrian) ที่โผล่พ้นผิวโลก ซึ่งพื้นที่เหล่านี้มีลักษณะทางธรณีแปรสัณฐานที่เสถียรมาก โดยหินที่พบจะมีอายุมากกว่า 570 ล้านปี และในบางพื้นที่อาจมีอายุเก่าแก่ถึง 2,000 ถึง 3,500 ล้านปี

เนื่องจากพื้นที่บริเวณโล่ธรณีวิทยาได้รับผลกระทบจากเหตุการณ์ทางธรณีแปรสัณฐานน้อยมากหลังจากสิ้นสุดยุคพรีแคมเบรียน พื้นที่เหล่านี้จึงมีลักษณะค่อนข้างราบเรียบ การสร้างภูเขา การเกิดรอยเลื่อน และกระบวนการทางธรณีวิทยาอื่น ๆ เกิดขึ้นน้อยมากเมื่อเทียบกับบริเวณขอบของโล่หรือบริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลก

คำศัพท์และนิยามทางธรณีวิทยา

ในการศึกษาทางธรณีวิทยา มีการใช้คำศัพท์ที่ใกล้เคียงกันซึ่งต้องแยกแยะให้ชัดเจน ดังนี้:

• แครตันทอน (Craton): หมายถึงส่วนของเปลือกโลกทวีปที่เสถียร ซึ่งรวมถึงทั้งส่วนของหินฐานราก (Basement) และส่วนของแพลตฟอร์มตะกอน (Sedimentary Platform) ที่ปกคลุมอยู่ด้านบน
• โล่ (Shield): หมายถึงเฉพาะส่วนของหินฐานราก (Basement) ที่โผล่พ้นผิวโลกขึ้นมาโดยไม่มีตะกอนปกคลุม ดังนั้น คำว่า "โล่" จึงสามารถใช้แทนคำว่า "หินฐานราก" ได้ในบริบทของพื้นที่ที่โผล่พ้นผิวโลก แต่ไม่สามารถใช้แทนคำว่า "แครตันทอน" ได้โดยสมบูรณ์

ที่มาของคำว่า "โล่" (Shield) ในทางภูมิศาสตร์ปรากฏครั้งแรกในการแปลภาษาอังกฤษของหนังสือ Face of Earth โดย Eduard Suess ในปี ค.ศ. 1901 ซึ่ง H. B. C. Sollas ผู้แปล ได้เปรียบเทียบรูปร่างของโล่แคนาดา (Canadian Shield) ว่ามีลักษณะคล้ายกับโล่ที่ทหารใช้ในการรบแบบประจันหน้าในสมัยโบราณ

องค์ประกอบทางหินวิทยา (Lithology)

โล่ธรณีวิทยาเป็นส่วนของเปลือกโลกทวีปที่หินฐานรากยุคพรีแคมเบรียนโผล่พ้นผิวโลกอย่างกว้างขวาง องค์ประกอบของหินในบริเวณนี้มีความซับซ้อนสูง โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วย:

• หินไนส์ (Gneiss): พบเป็นพื้นที่กว้างขวาง โดยเฉพาะหินไนส์ชนิดแกรนิติก (Granitic) หรือแกรโนไดโอไรติก (Granodioritic) ซึ่งคาดการณ์ว่ากว่า 50% ของพื้นผิวโล่ธรณีวิทยาทั่วโลกประกอบด้วยหินไนส์
• สายแถบหินตะกอน (Sedimentary Belts): มักพบแทรกอยู่ท่ามกลางหินฐานราก
• สายแถบหินสีเขียว (Greenstone Belts): เป็นลำดับหินภูเขาไฟและหินตะกอนที่มีการแปรสภาพระดับต่ำ (Low-grade volcano-sedimentary sequences) ซึ่งมักแปรสภาพเป็นหินชีสต์สีเขียว (Greenschist), แอมฟิโบไลต์ (Amphibolite) และแกรนูไลต์ (Granulite)

การกัดเซาะและลักษณะภูมิประเทศ

เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีความเสถียรสูง ลักษณะภูมิประเทศของโล่ธรณีวิทยาจึงมีความเก่าแก่มาก โดยมีลักษณะเด่นคือ ที่ราบกว้างขวาง (Peneplains) ที่ถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ยุคพรีแคมเบรียน ซึ่งเรียกกันว่า "ที่ราบกว้างขวางปฐมภูมิ" (Primary Peneplain) เช่นที่พบในโล่เฟนโนสแกนเดียน (Fennoscandian Shield)

ในบริเวณโล่ที่อยู่ทางตอนเหนือซึ่งเคยผ่านการปกคลุมด้วยธารน้ำแข็งในยุคควอเทอร์นารี (Quaternary glaciation) จะมีลักษณะภูมิประเทศที่แตกต่างจากบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร การกัดเซาะโดยธารน้ำแข็งในบริเวณโล่มีจำกัดและมักเกิดขึ้นไม่สม่ำเสมอ โดยในโล่เฟนโนสแกนเดียน การกัดเซาะเฉลี่ยอยู่ที่เพียงไม่กี่สิบเมตร นอกจากนี้ ในพื้นที่เขตร้อนหรือกึ่งเขตร้อนที่ผ่านการผุพังทางเคมีเป็นเวลานาน พื้นผิวของโล่ธรณีวิทยาอาจเกิดการกลายเป็นซิลิกา (Silicified) ทำให้หินมีความแข็งและทนทานต่อการกัดเซาะอย่างมาก

นอกจากนี้ ในบริเวณโล่ที่ผ่านการผุพังและการกัดเซาะอย่างรุนแรง มักจะพบ ภูเขาโดด (Inselbergs) ซึ่งเป็นยอดเขาหินที่ตั้งตระหง่านอยู่กลางที่ราบ

รายชื่อโล่ธรณีวิทยาที่สำคัญทั่วโลก