เรื่องธรณีวิทยาทั่วไป

ธรณีวิทยา

คำว่าธรณีวิทยาในภาษาอังกฤษ คือGeology มาจากภาษากรีกคือ "GEO" หมายถึง โลก และ "LOGOS"ธรณีวิทยา เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับโลกสสารต่างๆ ที่เป็นส่วนประกอบของโลก เช่น แร่ หิน ดินและน้ำ รวมทั้งกระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ตั้งแต่กำเนิดโลกจนถึงปัจจุบัน เป็นการศึกษาทั้งในระดับโครงสร้าง ส่วนประกอบทางกายภาพ เคมีและชีววิทยา ทำให้รู้ถึงประวัติความเป็นมา และสถาวะแวดล้อมในอดีตจนถึงปัจจุบัน ศึกษาปัจจัยต่างๆ ทั้งถายใน และภายนอกที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพพื้นผิว วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ตลอดจนรูปแบบ และวิธีการนำเอาทรัพยากรธรรมชาติ มาใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนอีกด้วย นักธรณีวิทยาศึกษาพบโลกมีอายุประมาณ 4,500 ล้านปี และเห็นตรงกันว่าเปลือกโลกแยกออกเป็นหลายแผ่น เรียกว่าแผ่นเปลือกโลก แต่ละแผ่นเลื่อนที่อยู่เหนือเนื้อโลกหรือแมนเทิลที่มีสภาวะกึ่งหลอมเหลว เรียกกระบวนการนี้ว่าการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก นอกจากนี้ นักธรณีวิทยายังทำหน้าที่ระบุตำแหน่งและจัดการกับทรัพยากรธรรมชาติ เช่น แหล่งหิน แหล่งแร่ แหล่งปิโตรเลียมเช่น น้ำมันและถ่านหิน รวมทั้งโลหะอย่างเหล็ก ทองแดง และยูเรเนียม
การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก
โลกเป็นดาวเคราะห์ที่ไม่เคยหยุดนิ่ง มีการเคลื่อนไหวและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาทั้งส่วน ที่เป็นบรรยากาศห่อหุ้มโลกและส่วนที่ประกอบอยู่ภายในของโลก อันเป็นผลมาจากอิทธิพลของการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์ และรอบตัวเอง รวมไปถึงการที่โลกยังร้อนอยู่ภายในมีทฤษฎีหลายทฤษฎี ที่อธิบายถึงการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก
ทฤษฎีการเคลื่อนที่
ทฤษฎีวงจรการพาความร้อน (Convection current theory)
กล่าวไว้ว่าการหมุนเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก มีลักษณะเช่นเดียวกับการเดือดของน้ำในแก้ว กล่าวคือโลกส่งผ่านความร้อนจากแก่นโลกขึ้นมาสู่ชั้นแมนเทิล ซึ่งมีลักษณะเป็นของไหลที่มีสถานะกึ่งแข็งกึ่งเหลว และผลักดันให้สารในชั้นนี้หมุนเวียนจากส่วนล่างขึ้นไปสู่ส่วนบนส่งผลให้เปลือกโลกซึ่งเป็นของแข็งปิดทับอยู่บนสุดเกิดการแตกเป็นแผ่น (Plate) และเคลื่อนที่ในลักษณะเข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกัน

การไหลเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก

ทฤษฎีทวีปเลื่อน(Continental Drift Theorly)
ในปี ค.ศ.1915 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ alfred Wegenerได้เสนอสมมติฐานทวีปเลื่อนขึ้น และได้รับการยอมรับในปี ค.ศ.1940 สมมติฐานกล่าวไว้ว่า เมื่อราว 250 ล้านปีก่อน ทวีปต่าง ๆ เคยติดกันเป็นทวีปขนาดใหญ่เรียกว่า พันเจีย (Pangea) ต่อมามีการเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน จนมาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน หลักฐานที่เชื่อว่าแผ่นทวีปเคลื่อนที่นี้คือ ในปัจจุบันได้พบชนิดหิน ที่เกิดในสภาวะแวดล้อมเดียวกันแต่อยู่คนละทวีปซึ่งห่างไกลกันมากหินอายุเดียวกัน ที่อยู่ต่างทวีปกันมีรูปแบบสนามแม่เหล็กโลกโบราณคล้ายคลึงกัน และขอบของทวีปสามารถเชื่อมตัวประสานแนบสนิทเข้าด้วยกันได้
ทฤษฎีเปลือกโลกใต้มหาสมุทรแยกตัว (Sea Floor Spreading Theory)
จากปรากฎการณ์การแตกตัวและแยกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและใต้มหาสมุทรสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหว การเกิดหมู่เกาะภูเขาไฟ การเกิดแนวเทือกเขากลางมหาสมุทร การขยายตัว และการเกิดใหม่ของมหาสมุทร ทำให้เกิดสมมติฐานและกลายเป็นทฤษฎีนี้ขึ้นเพื่ออธิบายปรากฎการณ์ต่าง ๆ เหล่านั้นและการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกต่าง ๆ

ขอบเขตและการกระจายตัวของแผ่นเปลือกโลก

ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก(plate Tectonic Theory)
เกิดจากการนำทฤษฎีทวีปเลื่อนและทวีปแยกมารวมกันตั้งเป็นทฤษฎีใหม่ขึ้นมาโดยกล่าวไว้ว่าเปลือกโลกทั้งหมดแบ่งออกเป็นแผ่นที่สำคัญ จำนวน 13 แผ่น โดยแต่ละแผ่นจะมีขอบเขตเฉพาะได้แก่ แผ่นอเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ ยูเรเซีย แอฟริกา อินเดีย แปซิฟิก แอนตาร์กติก ฟิลิปปินส์ อาหรับ สกอเทีย โกโก้ แคริเบียน และนาซก้าแผ่นเปลือกโลกทั้งหมดไม่หยุดหนิ่งอยู่กับที่จะมีการเ เคลื่อนที่ตลอดเวลาใน 3 แบบ ได้แก่การเคลื่อนที่เข้าหากัน แยกออกจากกัน และไถลตัวขนานออกจากกันซึ่งผลของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกทำให้เกิดปรากฎการณ์ต่าง ๆ ขึ้น เช่น แผ่นดินไหว เทีอกเขา ภูเขาไฟ และกระบวนการเกิดแร่และหิน

ลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก

แผ่นเปลือกโลกใต้เคลื่อนที่เข้าหากัน

แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่เข้าหากัน

แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่แยกตัวออกจากกันและเข้าหากัน

แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ไถลตัวขนานแยกออกจากกัน

การเดินทางของอนุทวีปไทย

เมื่อ465ล้านปีก่อนดินแดนประเทศไทยยัง แยกตัวอยู่ใน 2 อนุทวีปฉานไทย(ส่วนของภาคเหนือลงไปถึงภาคตะวันออกและภาคใต้) และอนุทวีปอินโดจีน (ส่วนของภาคอิสาน) อนุทวีปทั้งสองขณะนั้นยังเป็นส่วนหนึ่งของผืนดินกานด์วานา (ดัดแปลงจาก Burrett et al,1990,Metcafe,1997)

ต่อมาประมาณ 400-300 ล้านปีก่อนดินแดนประเทศไทยทั้งส่วนอนุทวีปฉานไทยและอนุทวีปอินโดจีน ได้เคลื่อนที่แยกตัวออกจากผืนแผ่นดินกอนด์วานา แล้วหมุนตัวตามเข็มนาฬิกาขึ้นไปทางเหนือ (ดัดแปลงจาก Bunopas,1981,Burrett,1990,Metcafe,1997)

เมื่อประมาณ 220 ล้านปีก่อนอนุทวีปฉานไทยได้ชนกับอนุทวีปอินโดจีนรวมกันเป็นอนุทวีปที่เป็นปัจจุบันเรียกว่าคาบสมุทรมลายูแล้วไปรวมกับจีนตอนใต้รวมกันเป็นส่วนหนึ่งของทวีปเอเชีย (ดัดแปลงจาก Bunopas,1981,Meteafe,1997)

จากนั้นประเทศไทยในคาบสมุทรมลายูได้เคลื่อนที่มาอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน

ภูเขาไฟ

การเกิดภูเขาไฟ
เกิดจากหินหนืดที่อยู่ใต้เปลือกโลกถูกแรงดันอัดให้แทรกรอยแตกขึ้นสู่ผิวโลก โดยมีแรงปะทุหรือแรงระเบิดเกิดขึ้น สิ่งที่พุ่งออกมาจากภูเขาไฟเมื่อภูเขาไฟระเบิดก็คือ หินหนืด ไอน้ำ ฝุ่นละออง เศษหินและแก๊สต่างๆ โดยจะพุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟ (หินหนืดถ้าถูกพุ่งออกมาจากบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ลาวา แต่ถ้ายังอยู่ใต้ผิวโลกเรียกว่า แมกมา)

บริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟ แนวรอยต่อระหว่างเพลตจะเป็นบริเวณที่มีโอกาสเกิดภูเขาไฟได้มากที่สุด โดยเฉพาะบริเวณที่มีการมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก ใต้พื้นมหาสมุทรลงไปสู่บริเวณใต้เปลือกโลกที่เป็นส่วนของทวีป เพราะเปลือกโลกแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงไปจะถูกหลอมกลายเป็นหินหนืด จึงแทรกตัวขึ้นมาบริเวณผิวโลกได้ง่ายกว่าบริเวณอื่น บริเวณที่อยู่ห่างจากรอยต่อระหว่างเปลือกโลก ก็อาจเกิดภูเขาไฟได้เช่นกัน ซึ่งเกิดขึ้นโดยกระบวนการที่หินหนืดถูกดันขึ้นมาตามรอยแยกในชั้นหิน ตัวอย่างเช่น นักธรณีวิทยาพบว่า บริเวณจังหวัดลำปางและบุรีรัมย์ เคยมีบริเวณที่หินหนืดถูกดันแทรกขึ้นมาตามรอยแยกของชั้นหิน และมีบางแห่ง เกิดการปะทุแบบภูเขาไฟ แต่ไม่รุนแรงมากนัก

ผลจากการเกิดภูเขาไฟระเบิด
1. หินหนืดหรือลาวาพุ่งขึ้นมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ และไหลลงสู่บริเวณที่มีระดับต่ำกว่า สร้างความเสียหายให้แก่มนุษย์

2. เกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากการปรับตัวระหว่างหินหนืด กับชั้นหินบริเวณข้างเคียง

3. เกิดแอ่งภูเขาไฟ

ลำดับเหตุการณ์การเกิดแอ่งภูเขาไฟ
1. การระเบิดของภูเขาไฟ เริ่มต้นด้วยการเกิดเฟียรีคลาวด์ (Fiery clouds) และก้อนเมฆที่ประกอบด้วยฝุ่นภูเขาไฟ (dust clouds)

2. เมื่อการระเบิดดำเนินต่อไป บริเวณที่อยู่ใกล้กับปล่องภูเขาไฟจะแตก และพ่นขึ้นไปในอากาศ พร้อมกับมีลาวาไหลออกมา

3. บริเวณยอดของภูเขาไฟจะยุบตัวลงมาแทนที่หินหนืดที่ไหลออกไป การเคลื่อนที่ออกมาสู่ผิวโลกของหินหนืดในระยะหลัง จะทำให้เกิดเนินภูเขาไฟในแอ่งภูเขาไฟ

หิน

หิน เป็นของแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นสารผสมที่เกิดจากการเกาะตัวกันแน่นของแร่ตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป หรือ เป็นสารผสมของแร่กับแก้วภูเขาไฟ หรือ แร่กับซากดึกดำบรรพ์ หรือของแข็งอื่น ๆ เราสามารถจำแนกหินที่อยู่บนเปลือกโลกทางธรณีวิทยาออกได้เป็น 3 พวกใหญ่ ๆ คือ

หินอัคนี (Igneous Rocks)

หินอัคนี (Igneous rock)คือหินที่เกิดจากการเย็นตัวและตกผลึกของหินหนืด (Magma) เมื่อหินหนืดเหล่านี้เคลื่อนที่เข้ามาใกล้ผิวโลก หินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวและตกผลึกของหินหนืดใต้ผิวโลกอย่างช้า ๆ เรียกว่า หินอัคนีบาดาล (Intrusive Rocks หรือ Plutonic Rocks) หินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวและตกผลึกของหินหลอมเหลว (Lava) บนผิวโลกหรือใกล้ผิวโลก เรียกว่า หินอัคนีภูเขาไฟ (Extrusive Rocks หรือ Volcanic Rocks) หินอัคนีที่เกิดจากการทับถมของเศษหินที่ได้จากการระเบิดของภูเขาไฟ เมื่อมีการเชื่อมประสานด้วยแร่ จะได้หินที่เรียกว่า หินอัคนีตะกอนภูเขาไฟ (Pyroclastic Rocks)

หินตะกอน (Sedimentary Rocks)

หินตะกอน (อังกฤษ: sedimentary rock) คือ หินที่เกิดจากการตกตะกอนของเม็ดแร่ที่ได้จากการผุพังของหินชนิดใดก็ได้ที่ผิวโลก และถูกพัดพาไปโดย น้ำ ลม หรือธารน้ำแข็ง แล้วจับตัวกันแข็งเป็นหิน หรือ เกิดจากการตกตะกอนทางเคมีของสารละลายจากในน้ำ ในลำธาร ทะเล หรือมหาสมุทร เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีหรือการระเหยของน้ำ ที่อุณหภูมิปกติบนผิวโลก ลักษณะเด่นของหินตะกอน คือ การเกิดเป็นชั้น อาจมีซากดึกดำบรรพ์ หรือแสดงลักษณะโครงสร้างของการตกตะกอนตามลำดับอายุ

หินแปร (Metamorphic Rocks)

หินแปร (Metamorphic Rocks)คือ หินที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบ และ/หรือ เนื้อหิน (Texture) เดิมไปเป็นหินชนิดใหม่ใต้ผิวโลก ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงความดันและอุณหภูมิในสภาพที่ยังเป็นของแข็ง อาจมีส่วนประกอบใหม่มาเพิ่มหรือไม่ก็ได้ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเรียกว่า การแปรสภาพ (Metamorphism)แต่เนื่องจากลักษณะที่หินตะกอนในประเทศไทยเรามักแสดงลักษณะชั้น (bed) เนื่องจากการตกตะกอนให้เห็นเด่นชัด จึงทำให้ในอดีตมีหลายท่านเรียกชื่อหินตะกอนเหล่านี้อีกอย่างหนึ่งว่า หินชั้น แต่ในปัจจุบันพบว่าการเรียกชื่อหินตะกอนว่าหินชั้นนั้น ไม่ค่อยได้รับการนิยมเท่าใดนัก เนื่องจากนักธรณีวิทยาพบว่ามีหลายครั้งๆ ที่หินอัคนีหรือหินแปรก็แสดงลักษณะเป็นชั้นๆเช่นกัน เช่น ชั้นลาวาของหินบะซอลต์ หรือริ้วรอยชั้นเนื่องจากการแปรสภาพของหินไนท์ และในบางครั้งหินตะกอนก็ไม่แสดงลักษณะเป็นชั้นๆก็มี

ดังนั้นทางด้านการศึกษาธรณีวิทยาของประเทศไทยจึงพยายามรณรงค์ให้กลุ่มนิสิตนักศึกษาและประชาชนทั่วไปให้ใช้ชื่อ หินตะกอน ในการเรียกชื่อหินตะกอนแทนคำว่า หินชั้น

หิน คือ มวลของแข็งที่ประกอบไปด้วยแร่ชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมตัวกันอยู่ตามธรรมชาติ เนื่องจากองค์ประกอบของเปลือกโลกส่วนใหญ่เป็นสารประกอบซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ดังนั้นเปลือกโลกส่วนใหญ่มักเป็นแร่ตระกูล ซิลิเกต นอกจากนั้นยังมีแร่ตระกูลคาร์บอเนต เนื่องจากบรรยากาศโลกในอดีตส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำฝนได้ละลายคาร์บอนไดออกไซด์บนบรรยากาศลงมาสะสมบนพื้นดินและมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตอาศัยคาร์บอนสร้างธาตุอาหารและร่างกาย แพลงตอนบางชนิดอาศัยซิลิกาสร้างเปลือก เมื่อตายลงทับถมกันเป็นตะกอน หินส่วนใหญ่บนเปลือกโลกจึงประกอบด้วยแร่ต่างๆ

แร่ประกอบหิน
ตระกูลซิลิเกต
เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นกลุ่มแร่ที่มีมากกว่าร้อยละ 50 ของเปลือกโลก ซึ่งเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของหินหลายชนิดในเปลือกโลก เฟลด์สปาร์มีองค์ประกอบหลักเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกต รูปผลึกหลายชนิด เมื่อเฟลด์สปาร์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคดินเหนียว (Clay minerals)

ควอรตซ์ (SiO2) เป็นซิลิกาไดออกไซด์บริสุทธิ์ มีรูปผลึกทรงหกเหลี่ยมยอดแหลม มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป แต่หาได้ยากในเปลือกมหาสมุทรและแมนเทิล เมื่อควอรตซ์ผุพังจะกลายเป็นอนุภาคทราย (Sand) ควอรตซ์มีความแข็งแรงมาก ขูดแก้วเป็นรอย

ไมก้า (Mica) เป็นกลุ่มแร่ซึ่งมีรูปผลึกเป็นแผ่นบาง มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ มีอยู่ทั่วไปในเปลือกทวีป ไมก้ามีโครงสร้างเช่นเดียวกับ แร่ดินเหนียว (Clay minerals) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของดิน

แอมฟิโบล (Amphibole group) มีลักษณะคล้ายเฟลด์สปาร์แต่มีสีเข้ม มีองค์ประกอบเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ ที่มีแมกนีเซียม เหล็ก หรือ แคลเซียม เจือปนอยู่ มีอยู่แต่ในเปลือกทวีป ตัวอย่างของกลุ่มแอมฟิโบลที่พบเห็นทั่วไปคือ แร่ฮอร์นเบลนด์ ซึ่งอยู่ในหินแกรนิต

ไพร็อกซีน (Pyroxene group) มีสีเข้ม มีองค์ประกอบที่เป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกตอยู่มาก มีลักษณะคล้ายแอมฟิโบล มีอยู่แต่ในเปลือกมหาสมุทร

โอลิวีน (Olivine) มีองค์ประกอบหลักเป็นแมกนีเซียมและเหล็กซิลิเกต มีอยู่น้อยมากบนเปลือกโลก กำเนิดจากแมนเทิลใต้เปลือกโลก

ตระกูลคาร์บอเนต

แคลไซต์ (Calcite) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นองค์ประกอบหลักของหินปูนและหินอ่อน โดโลไมต์ (Dolomite) ซึ่งเป็นแร่คาร์บอเนตอีกประเภทหนึ่งที่มีแมงกานีสผสมอยู่ CaMg(CO3) 2 แร่คาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดเป็นฟองฟู่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

เรื่องธรณีวิทยาประเทศไทย

ธรณีวิทยาประเทศไทย
ประเทศไทย ประกอบด้วยแผ่นเปลือกโลก (ในภาษาอังกฤษมีหลายคำที่ใช้เรียก คือ plate, block, craton, microcontinent แต่ปัจจุบันนิยมคำว่า terrane) ขนาดเล็ก ซึ่งเป็นแนวรอยตะเข็บ (suture) ที่เชื่อมต่อกัน 2 แผ่นคือ แผ่นเปลือกโลกชาน-ไทย ซึ่งอยู่ทางด้านทิศตะวันตกและ แผ่น เปลือกโลกอินโดจีน ซึ่งอยู่ทางด้านทิศตะวันออกดังรูปที่ 1

พื้นที่ของแผ่น เปลือกโลกชาน-ไทยครอบคลุมบริเวณด้านตะวันออกของประเทศพม่า บริเวณภาคเหนือ-ภาคตะวันตก-ภาคใต้ของประเทศไทย รวมถึงบริเวณประเทศมาเลเซีย และบริเวณ ตอนเหนือของเกาะสุมาตราด้วย พื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกอินโดจีนครอบคลุม บริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือ-ภาคตะวันออกของประเทศไทยบริเวณประเทศสาธารณรัฐ ประชาธิปไตย ประชาชนลาว บริเวณประเทศกัมพูชา รวมถึงบางส่วนของประเทศเวียดนามด้วย พื้นที่ประเทศไทย ที่อยู่ในส่วนของแผ่นเปลือกโลกชาน-ไทยรองรับด้วยหินตั้งแต่ มหายุคพรีแคมเบรียน (544-4,500ล้านปี) มหายุคพาลีโอโซอิก (245-544 ล้านปี)มหายุคมีโซโซอิก (65-245 ล้านปี)และมหายุคซีโนโซอิก(ปัจจุบัน-65 ล้านปี)เป็นส่วนใหญ่แต่ในส่วนของแผ่นเปลือกโลกอินโดจีนรองรับด้วยหินมหายุคพาลีโอโซ อิก มหายุคมีโซโซอิก และมหายุคซีโนโซอิกเป็นส่วนใหญ่ แผ่นเปลือกโลกอินโดจีนและชาน-ไทย เคยมีประวัติว่าแยกตัวออกจากแผ่นเปลือกโลกกอนด์วานาหรือประเทศออสเตรเลียในปัจจุบันซึ่งผู้ทำการวิจัยหลายคนมีความเห็นและแสดงทรรศนะต่างๆ กันว่าแผ่น เปลือกโลกแยกตัวออกมาในช่วงอายุไม่พ้องกัน เช่น Bunopas and Vella, 1978; Helmcke and Lindenberg, 1983; Hahn et al., 1986; Wolfart, 1987; Audley-Charles, 1988; Cooper et al., 1989;Metcalfe, 1990; Panjasawatwong, 1991; Singharajwarapan, 1994; Chaodumrong, 1992; Sashida,1995; และ Hada, et al., 1997 จากการเคลื่อนตัว ของแผ่นเปลือกโลกอินเดียเข้ามาชนกับแผ่น เปลือกโลกยูเรเซียในช่วงยุคเทอร์ เชียรีทำให้ชั้นหินของแนวสุโขทัย (Sukhothai Fold Belt) และชั้นหินแนวเลย-เพชรบูรณ์ (Loei-Petchabun Fold Belt) ซึ่งอยู่ระหว่างขอบรอยต่อ ของแผ่นเปลือกโลกชาน -ไทยและอินโดจีนเกิดการคดโค้งตัว และพัฒนาเกิดแนวรอยเลื่อนที่สำคัญในประเทศไทยหลายแนวด้วยกัน อาทิ รอยเลื่อนตามแนวระดับ (strike-slip fault) ในทิศทางตะวันตกเฉียงเหนือ ตะวันออกเฉียงใต้ เช่น รอยเลื่อนแม่ปิง รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์และในทิศทางตะวันออกเฉียงเหนือ ตะวันตกเฉียงใต้เช่น รอยเลื่อนอุตรดิตถ์-น่าน รอยเลื่อนระนอง รอยเลื่อนคลองมะรุ่ย เป็นต้น หินต่างๆที่รองรับพื้นที่ประเทศไทยตั้งแต่มหายุคพรีแคมเบรียนถึงตะกอนยุคควอเทอร์นารี มีการแผ่กระจายดังแสดงไว้ในรูปที่ 2

รูปที่ 2 แผนที่ธรณีวิทยาประเทศไทย(บน)ย่อจากมาตราส่วน1:2,500,000และคำอธิบายแผนที่(ล่าง)

ซึ่งย่อส่วนมาจาก แผนที่ธรณีวิทยามาตราส่วน 1:2,500,000 ส่วนการลำดับชั้นหินและการ กระจายตัวจากยุคหินที่เชื่อว่าอายุแก่ที่สุดไปหา อายุอ่อนสุด แสดงให้เห็นโดยภาพรวมทั้งประเทศ ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้กับการอธิบายถึงลักษณะตามภูมิภาคต่างๆ ได้ มีดังนี้ (โปรดดู "ตารางเวลาทางธรณีวิทยา" ประกอบ) หินมหายุคพรีแคมเบรียน ส่วนใหญ่หมายถึงหินแปรสภาพอย่างไพศาลซึ่งเป็นหินแปรเกรดสูงจำพวกหินออร์โทไนส์(หินแอนนาเท็กไซต์หรือหินมิกมาไทต์) หินพาราไนส์ หินชีสต์ หินแคลก์ซิลิเกตและหินอ่อน พบแผ่กระจายตัวอยู่ตามแนวขอบตะวันตกของแผ่นเปลือกโลกชาน-ไทย ในเขตจังหวัดแม่ฮ่องสอน จังหวัดเชียงใหม่ จังหวัดตาก จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ จังหวัดนครศรีธรรมราช และทางภาคตะวันออกในเขตจังหวัดชลบุรี หินมหายุคพาลีโอโซอิกตอนล่าง ประกอบด้วยหินยุคแคมเบรียนถึงหินยุคดีโวเนียน หินชั้นเป็นพวกหินทราย หินดินดาน หินคาร์บอเนตและหินแปรเกรดต่ำ โดยจะโผล่ให้เห็นเป็นแนวยาวจากบริเวณภาคเหนือ และภาคตะวันตกตอนบน ผ่านลงมาทางบริเวณภาคตะวันตกตอนล่างจนถึงสุดเขตภาคใต้ และทาง บริเวณภาคตะวันออก กลุ่มหินที่สำคัญในบริเวณภาคใต้ได้แก่ กลุ่มหินตะรุเตายุคแคมเบรียน หิน
คาร์บอเนตกลุ่มหินปูนทุ่งสงยุคออร์โดวิเชียน และกลุ่มหินตะนาวศรียุคไซลูเรียนถึงคาร์บอนิเฟอรัส หินมหายุคพาลีโอโซอิกตอนบน ประกอบด้วยหินยุคคาร์บอนิเฟอรัสถึงหินยุคเพอร์เมียน หินมหายุคนี้พบแผ่กระจายตัวอยู่เกือบทั่วทุกภูมิภาคของประเทศ ยกเว้นบริเวณที่ราบสูงโคราช เท่านั้น หินยุคคาร์บอนิเฟอรัสส่วนใหญ่เป็นพวกหินทราย หินดินดานและหินโคลนปนกรวด มีหินเชิร์ตและหินปูนบ้าง ในขณะที่หินยุคเพอร์เมียนส่วนใหญ่เป็นหินปูนมีหินดินดาน หินทรายและหินเชิร์ตบ้าง ขอบเขตของหินปูนยุคเพอร์เมียนสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แนว

- แนวที่ปรากฏอยู่ ทางด้านซีกตะวันตกของประเทศรวมถึงบริเวณภาคใต้ด้วยนั้นกำหนดให้เป็นกลุ่มหินปูน ราชบุรี
- แนวที่ปรากฏทางตะวันออกครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของจังหวัดสระบุรี จังหวัดลพบุรี จังหวัดนครสวรรค์และพื้นที่ตามแนวขอบที่ราบสูงโคราชด้านตะวัน ตกซึ่งมักพบว่ามีหินภูเขาไฟและหินอัลตราเมฟิกปนอยู่ด้วยได้รับการกำหนดให้ เป็นกลุ่มหินปูนสระบุรี กลุ่มหินปูนทั้งสองกลุ่มนี้ ในปัจจุบันเป็นแหล่งหินอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์และ ก่อสร้างที่สำคัญของประเทศ สำหรับหินยุคเพอร์เมียนในบริเวณภาคเหนือใช้ชื่อเรียกว่ากลุ่มหินงาว หินมหายุคมีโซโซอิก ได้แก่ หินยุคไทรแอสซิก หินยุคจูแรสซิกและหินยุคครีเทเชียส ในช่วงยุคไทรแอสซิกเป็นการสะสมตัวของชั้นหินดินดาน หินปูน และหินทราย ในสภาพแวดล้อมภาคพื้นสมุทร ขอบเขตของหินยุคไทรแอสซิกที่พบส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณภาคเหนือและภาคตะวันตก ได้แก่กลุ่มหินลำปาง แต่ก็มีปรากฏให้เห็นทางด้านชายฝั่งทะเลตะวันออกและภาคใต้เช่นกัน สำหรับหินในช่วงยุคจูแรสซิก-ครีเทเชียส นั้นเป็นพวกหินทราย หินทรายแป้ง หินดินดานและหินกรวดมน โดยชั้นหินมีลักษณะสีแดงบ่งบอกถึงสภาวะแวดล้อมภาคพื้นทวีป ขอบเขตหินยุคจูแรสซิก-ครีเทเชียสแผ่ปกคลุมบริเวณที่ราบสูงโคราชทั้งหมดจึง กำหนดชื่อให้เป็นกลุ่มหินโคราช ส่วนเป็นบริเวณด้านตะวันตกของภาคเหนือและในบางพื้นที่ของภาคตะวันตกตอนบน ภาคตะวันตกตอนล่างและบริเวณภาคใต้นั้นเป็นพวกหินดินดาน และหินปูนยุคจูแรสซิก เกิดสะสมตัวในสภาวะแวดล้อมภาคพื้นสมุทร หินมหายุคซีโนโซอิก ประกอบด้วยหินยุคเทอร์เชียรีและหินยุคควอเทอร์นารี หินมหายุคนี้เป็นหินที่สะสมตัวบนบกและในทะเลลึกของแอ่งที่จมตัวลงไปในลักษณะ เป็นบล็อกกึ่งกราเบนซึ่งวางตัวอยู่ในแนวเหนือใต้ ทั้งนี้เนื่องจากอิทธิพลการยกตัวของแผ่นดินและการเกิดรอยเลื่อนในช่วงที่ แผ่นเปลือกโลกอินเดียเคลื่อนตัวขึ้นมาชนกับแผ่นเปลือกโลกยูเรเซียเมื่อ ประมาณ 40-50 ล้านปีที่ผ่านมา ชั้นหินภายในแอ่งเทอร์เชียรีประกอบด้วยพวกหินทราย หินดินดานและหินโคลน แอ่งเทอร์เชียรีที่พบกระจัดกระจายอยู่ทั้งบนบกและในทะเลทั่วประเทศกว่า 60 แอ่งนี้มีความสำคัญทางเศรษฐกิจด้านแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงเพราะเป็นแหล่ง ถ่านหิน ปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ พื้นที่ประมาณ 1 ใน 3 ของประเทศไทยปกคลุมด้วยชั้นตะกอนยุคควอเทอร์นารีซึ่งเป็นตะกอนสะสมตัวที่ยัง ไม่แข็งเป็นหินส่วนใหญ่ประกอบด้วยตะกอน กรวด ทราย ทรายแป้ง ดินเหนียว ชั้นศิลาแลงและเศษหิน ที่ผุพังจากหินเดิม เนื่องจากขบวนการกัดกร่อนทำลายและพัดพาทางธรณีวิทยาโดยอิทธิพลของ กระแสน้ำและกระแสลม แล้วเกิดการสะสมตัวบนตะพักลุ่มน้ำ บริเวณที่ราบน้ำท่วม ชายฝั่งทะเลและใน ทะเลสาบ หินอัคนี ในประเทศไทยเท่าที่สำรวจพบมีหลายชนิดและหลายช่วงอายุตั้งแต่มหายุคพาลีโอโซ อิกถึงมหายุคซีโนโซอิก แบ่งออกได้เป็นสามแนว ได้แก่ แนวตะวันออก แนวตอนกลางและแนวตะวันตก ส่วนใหญ่เป็นพวกหินแกรนิต และหินภูเขาไฟ โดยมีหินเมฟิกและอัลตราเมฟิกรวมอยู่ด้วย โผล่ให้เห็นเป็นบริเวณแคบๆ ตามแนวตะเข็บรอยต่อธรณี (suture)ในเขตจังหวัดน่าน จังหวัดอุตรดิตถ์ จังหวัดนครราชสีมา จังหวัดสระแก้ว จังหวัดปราจีนบุรี และจังหวัดนราธิวาส

รูปที่ 3 แผนที่แสดงชนิดหินของประเทศไทย ฉบับประชาชน ย่อจากมาตราส่วน 1: 2,500,000
ธรณีวิทยาบริเวณที่ราบสูงโคราช
1. ลักษณะภูมิประเทศและภูมิสัณฐาน บริเวณที่ราบสูงโคราช (The Khorat Plateau)
บริเวณที่ราบสูงโคราชหมายถึงบริเวณที่ราบสูงของภาคตะวันออกเฉียงเหนือทั้งหมด มีเนื้อ
ที่ประมาณ 150,000 ตารางกิโลเมตรหรือประมาณหนึ่งในสามของพื้นที่ทั้งหมดของประเทศไทย ลักษณะภูมิประเทศส่วนใหญ่เป็นที่ราบเรียบ มีความสูงประมาณ 130-250 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง เทือกเขาเพชรบูรณ์และดงพญาเย็นเป็นขอบที่ราบสูงโคราชทางทิศตะวันตก โดยเริ่มจากจุดเหนือสุดที่ผามอง ยาวต่อลงมาทางทิศใต้ตามแนวของภูยาอู่ ภูพานคำ ภูแลนคาและภูพังเหยจนถึงเขื่อนลำตะคอง ซึ่งบริเวณนี้พื้นที่มีความลาดเทไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ขอบที่ราบสูงโคราชทางด้านทิศใต้ ประกอบด้วยทิวเขาสันกำแพงและพนมดงรัก ซึ่งเป็นขอบเขาสูงชันและเอียงเทไปหาแอ่งทางทิศเหนือ ส่วนขอบแอ่งทางด้านทิศเหนือและตะวันออกเป็นแนวเทือกเขาในประเทศลาวที่ราบสูงโคราชถูกแบ่งออกด้วยเทือกเขาภูพานที่เกิดจากโครงสร้างชั้นหินโค้งรูปประทุนลูกฟูก (anticlinorium) ที่มีแกนวางตัวอยู่ในแนวทิศตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ ทำให้ ส่วนทางด้านเหนือ เกิดแอ่งย่อยอุดร-สกลนคร และทางด้านใต้ เกิดแอ่งย่อยโคราช-อุบล แอ่งทั้งสอง มีพื้นที่เอียงเทไปยังทิศตะวันออกและมีพื้นที่ราบเรียบ ซึ่งประกอบด้วยที่ราบน้ำท่วมถึง และที่ราบน้ำท่วมไม่ถึง (non-floodplain) อยู่กลางแอ่ง นอกจากนี้ในบริเวณกลางแอ่ง มีการแทรกดันของเกลือหินกระจายอยู่ทั่วไป ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดพื้นที่ดินเค็มและน้ำเค็มในบริเวณที่ราบสูงโคราช
ลักษณะภูมิประเทศและภูมิสัณฐานของแอ่งย่อยทั้งสองมีลักษณะดังนี้
1.1 แอ่งอุดร-สกลนคร
สกลนคร มีอาณาเขตครอบคลุมพื้นที่บริเวณจังหวัดหนองคาย อุดรธานี สกลนครนครพนม มุกดาหาร และบางส่วนของประเทศลาว พื้นที่แอ่งเฉพาะในประเทศไทยมีประมาณ17,000 ตารางกิโลเมตร แม่น้ำในบริเวณนี้มีขนาดเล็กและสายสั้นๆ เกิดจากเทือกเขาภูพาน ได้แก่แม่น้ำสงคราม แม่น้ำพุง ซึ่งไหลลงสู่แม่น้ำโขงทางทิศตะวันออก เป็นต้น นอกจากนี้บริเวณที่มีการทรุดตัวของแผ่นดิน จนทำให้เกิดพื้นที่ลุ่ม มีน้ำขังตลอดปีและกลายเป็นหนองบึงกระจายอยู่ทั่วไป ที่สำคัญได้แก่ หนองหาน อำเภอกุมภวาปี จังหวัดอุดรธานี หนองญาติ จังหวัดนครพนม และหนองหาน จังหวัดสกลนคร เป็นต้น
1.2 แอ่งโคราช-อุบล

มีพื้นที่ประมาณ 33,000 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่บริเวณจังหวัดนครราชสีมา ชัยภูมิ ขอนแก่น มหาสารคาม ร้อยเอ็ด บุรีรัมย์ กาฬสินธุ์ ยโสธร สุรินทร์ ศรีสะเกษ อุบลราชธานี และอำนาจเจริญ แม่น้ำในบริเวณนี้ส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดจากเทือกเขาที่เป็นขอบแอ่งทางทิศเหนือ และทิศตะวันตก ที่สำคัญ ได้แก่ แม่น้ำมูล มีต้นกำเนิดจากเขาวงและเขาสมิงของเทือกเขาสันกำแพง บริเวณอำเภอปักธงชัย จังหวัดนครราชสีมา แม่น้ำชี มีต้นกำเนิดจากสันปันน้ำของเทือกเขาเพชรบรูณ์ ในเขตจังหวัดชัยภูมิ แม่น้ำทั้งสองสายไหลผ่านที่ราบตอนกลางของแอ่งและบรรจบรวมกันเป็นแม่น้ำขนาด ใหญ่ก่อนจะไหลลงสู่แม่นํ้าโขงทางทิศตะวันออกบริเวณอำเภอโขงเจียม จังหวัดอุบลราชธานี เป็นต้น สมชัย วงศ์สวัสดิ์ และเจตต์ จุลวงษ์ (2531) กล่าวถึงตะกอนกรวดทรายในบริเวณลุ่มแม่น้ำมูล ว่า ชั้นตะกอน มี ความหนาและแผ่กระจายกว้างออกไปตลอดสองฝั่งแม่น้ำ โดยมีความกว้างทางทิศเหนือมากกว่าทิศใต้และแผ่กระจายตัวมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ปากแม่น้ำซึ่งอยู่ทางทิศตะวันออก ในบางบริเวณ เช่น ทุ่งกุลาร้องไห้ พบว่าตะกอนดังกล่าวมีความหนามากกว่า 200 เมตร กรวดทรายเหล่านี้ วางตัวเป็นชั้นอย่างน้อย 2 ชั้น แต่ละชั้นมีดินเหนียว
แทรกสลับ ส่วนตะกอนกรวดทรายในบริเวณลุ่มแม่น้ำชี จะแผ่กระจายไม่กว้างและชั้นตะกอนไม่หนาเช่นลุ่มแม่น้ำมูล รวมทั้งตะกอนมีการคัดขนาดไม่ดี มีดินเหนียวปนมาก นอกจากนี้ยังมีตะพักลุ่มน้ำเกิดขึ้นหลายระดับ วางตัวถัดจากบริเวณลุ่มแม่น้ำมูลและแม่น้ำชี ตะพักลุ่มนํ้าระดับสูงมีความสูงประมาณ 160 - 200 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลาง ประกอบด้วยกรวดทราย ดินเหนียว ลูกรังและไม้กลายเป็นหิน (petrified wood) ส่วนตะพักลุ่มน้ำที่มีระดับต่ำลงไปมักมีพื้นผิวราบเรียบ เนื่องจากมีทรายและดินเหนียวเป็นองค์ประกอบหลัก
2. ธรณีวิทยาบริเวณบริเวณที่ราบสูงโคราช
2.1 ธรณีวิทยาทั่วไป
ธรณีวิทยาโดยทั่วไปประกอบด้วยหินชั้นของกลุ่มหินโคราช (Khorat Group) ซึ่งเป็นชั้นหินสีแดงมหายุคมีโซโซอิกสะสมตัวบนภาคพื้นทวีป (non-marine red beds) เป็นส่วนใหญ่ ประกอบด้วยหินทรายแป้ง หินทราย หินโคลนและหินกรวดมน ความหนาของหินทั้งสิ้นอาจถึง 4,000 เมตร มีอายุตั้งแต่ยุคไทรแอสซิกตอนปลายถึงยุคครีเทเชียส-เทอร์เชียรี วางทับอยู่บนพื้นผิวที่เกิดจากการผุกร่อนของหินมหายุคพาลีโอโซอิกตอนบน โดยที่ชั้นหินเอียงลาดเล็กน้อยสู่ใจกลางแอ่งโคราชและแอ่งสกลนคร บริเวณทิศใต้ของที่ราบสูงโคราช มีหินบะซอลต์ยุคควอเทอร์นารีไหลคลุมกลุ่มหินโคราชเป็นหย่อมๆ
3 . ลำดับชั้นหินทั่วไป
กลุ่มหินโคราชวางตัวแบบไม่ต่อเนื่องบนหินยุคที่แก่กว่า โดยที่ส่วนล่างสุดมักพบชั้นหิน
กรวดมน ปัจจุบันกลุ่มหินโคราชแบ่งออกเป็น 8 หมวดหิน โดยมีลำดับหมวดหินจากล่างไปหาบนได้ ดังนี้
หินมหายุคมีโซโซอิก ได้แก่หมวดหินห้วยหินลาด ประกอบด้วยหินกรวดมน ซึ่งมีกรวด
ของหินปูนมาก รวมทั้งหินไรโอไลต์และหินอื่นด้วย ตามความหมายของ Iwai et al. (1966) หมวดหินห้วยหินลาดประกอบด้วยหินทราย หินทรายแป้ง หินดินดานสีเทา ซึ่งมีซากดึกดำบรรพ์ใบไม้ (Iwai et al., 1966) หอยสองฝา ชื่อ Euestheria mansuyi เรณูและสปอร์ (pollen and spore)(Haile,1973) และ Phytosaur (Buffetaut and Ingawat, 1982) บ่งอายุปลายยุคไทรแอสซิก หมวดหินนี้วางตัวอยู่บนหินปูนยุคเพอร์เมียนแบบรอยชั้นสัมผัสไม่ต่อเนื่อง หมวดหินน้ำพอง เป็นหมวดหินล่างสุดของกลุ่มหินโคราชที่เริ่มมีสีแดง (Ward และ Bunnag, 1964) โดยเฉพาะทางโคราชด้านตะวันตก หมวดหินน้ำพองประกอบด้วยชั้นหินทรายแป้ง หินทรายและหินกรวดมน สลับกันเป็นชั้นหนาวางตัวต่อเนื่องจากหมวดหินห้วยหินลาด ในขณะที่บางบริเวณวางตัวอยู่บนหินปูนยุคเพอร์เมียนแบบรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง หมวดหินนี้หนาประมาณ 1,465 เมตร หมวดหินภูกระดึง วางตัวอยุ่บนหมวดหินน้ำพองหรือบนหินยุคเพอร์เมียนในบริเวณที่ไม่มีหมวดหิน น้ำพอง ประกอบด้วยหินทรายแป้ง หินทรายสีเทาอมเขียว หินโคลน และหินกรวดมนเนื้อปูนผสม มีซากดึกดำบรรพ์ชิ้นส่วนของกระดูกและฟันพลีสิโอซอร์ และกระดูกไดโนเสาร์ (Buffetaut et al., 1997) ความหนาของหมวดหินนี้ที่บริเวณภูกระดึงประมาณ 1,001 เมตรหมวดหินพระวิหาร ประกอบด้วยหินทรายเนื้อควอ รตซ์ สีขาว มักแสดงลักษณะชั้นเฉียงระดับและมีชั้นบางๆ ของหินทรายแป้งสีเทาดำแทรก ความหนาของหมวดหินนี้แตกต่างกันในแต่ละบริเวณ ตั้งแต่ 56-136 เมตรหมวดหินเสาขัว ประกอบด้วยหินทรายแป้ง หินโคลน และหินกรวดมนปนทราย มีชั้นหินค่อนข้างหนา ซึ่งความหนาของหมวดหินนี้ในบริเวณเสาขัว หนา 512 เมตร มีซากดึกดำบรรพ์หอยกาบเดี่ยว(gastropod) พวก Naticoid, พวกหอยกาบคู่ชื่อ Trigoniodides sp. และ Plicatounio sp.(Meesook et al., 1995) และพวกไดโนเสาร์กินพืช (Buffetaut et al., 1997) จากซากดึกดำบรรพ์ที่พบนี้ คาดว่าหินมีอายุครีเทเชียสตอนต้น (Early Cretaceous) หมวดหินภูพาน มีลักษณะค่อนข้างเด่นโดยเฉพาะประกอบด้วยหินทรายปนหินกรวดมนชั้นหนา ที่แสดงการวางชั้นเฉียงระดับ มีรายงานพบเศษชิ้นส่วนของกระดูกไดโนเสาร์ จำนวน 2-3 ชิ้น นอกจากนั้นยังพบว่ามีสารประกอบของพวกคาร์บอนเกิดอยู่ในหมวดหินนี้ด้วย ความหนาของหมวดหินนี้ ประมาณ 114 เมตร หมวดหินโคกกรวด ประกอบด้วยหินทรายแป้ง หินทราย และหินทรายแป้งปนปูน(caliche-siltstone) หินกรวดมน มีซากดึกดำบรรพ์เศษชิ้นส่วนของไดโนเสาร์ชนิดกินพืช เต่าและปลา (Buffetaut et al., 1997) หมวดหินนี้มีความหนาประมาณ 709 เมตร หมวดหินมหาสารคาม ประกอบด้วยหินทรายแป้ง และหินทราย มีชั้นโพแทช ยิปซัมและเกลือหิน หนาเฉลี่ย 200 เมตร หมวดหินนี้มีความหนาประมาณ 600 เมตร เกิดจากการสะสมตัวของ แอ่งซึ่งอาจแยกกันเป็น 2 แอ่งคือ แอ่งสกลนครกับแอ่งโคราช อายุของหินมหาสารคามนี้มีอายุประมาณยุคครีเทเชียสตอนปลาย จากหลักฐานสนามแม่เหล็กบรรพกาล (Maranate and Vella, 1986) และจากไอโซโทป ของแร่มีอายุประมาณ 100 ล้านปี หมวดหินภูทอก ประกอบด้วยหินทรายเนื้อละเอียดสีแดง มีชั้นเฉียงสลับขนาดใหญ่ และหินทรายสีแดง พบชั้นเฉียงสลับขนาดเล็ก ความหนาของหมวดหินนี้ไม่ต่ำกว่า 200 เมตร โดยที่บริเวณชั้นหินแบบฉบับที่เขาภูทอกน้อย อำเภอศรีวิไล จังหวัดหนองคายมีความหนา 139 เมตร หมวดหินภูทอกโผล่กระจายตัวทั่วไปตามกลางแอ่งที่ราบสูงโคราชในบริเวณที่ไม่มี ดินปกคลุม หิน ทรายนี้เกิดจากการสะสมตัวในสภาพแวดล้อมแบบตะกอนพัดพาจากน้ำและลมหินโคลนตอนบน ประกอบด้วย หินโคลนสีแดงอิฐ หินทรายแป้ง และหินทรายสีแดง พบมีชั้นยิปซัมเป็นชั้นและเลนส์ พบวางตัวอยู่บนชั้นหมวดหินมหาสารคามแบบไม่ต่อเนื่อง หินมหายุคซีโนโซอิก ยังไม่มีหลักฐานยืนยันแน่นอนว่ามีหินยุคเทอร์เชียรี ซึ่งเป็นส่วนล่างของมหายุคซีโนโซอิก ในบริเวณที่ราบสูงโคราช นอกจากอนุมานจากชั้นหินที่ไม่แข็งตัวเหนือชั้น เกลือของหมวดหินมหาสารคามยุค ครีเทเชียส และอยู่ใต้ชั้นกรวดยุค ควอเทอร์นารีที่พบไม้ กลายเป็นหิน ตะกอนยุคควอเทอร์นารี ในที่ราบสูงโคราชพบตะกอนยุคควอเทอร์นารีอยู่ใต้ระดับผิวดินจากข้อมูลหลุมเจาะ เช่น หลุมเจาะโพแทชที่ อำเภอนาเชือก จังหวัดมหาสารคาม พบหินมาร์ลที่ความลึก 32 - 70 เมตร พบฟอสเฟตเปอร์เซนต์ต่ำมาก คล้ายกับหินที่โผล่ที่ผิวดินด้านตะวันตกของจังหวัดร้อยเอ็ด นอกจากนี้ยังพบซากดึกดำบรรพ์เศษเปลือกหอยและกระดูกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกิน พืชเป็นอาหารยุคควอเทอร์นารีอีกด้วย ตะกอนยุคควอเทอร์นารี ได้แก่ชั้นกรวด (gravel bed) และชั้นดินลูกรัง (lateritic soil) ตามขอบแอ่งโคราชทั้งด้านบนและด้านใต้ ไม้กลายเป็นหินที่พบในชั้นกรวด ยุคครีเทเชียสตอนบน ถึงยุคควอเทอร์นารีตอนล่าง (Kobayashi,1961) นอกจากนี้มีรายงานการพบเทคไทต์อายุประมาณ 0.7 ล้านปี ในชั้นกรวดที่ขอนแก่นเป็นหลักฐาน แสดงให้เห็นว่าชั้นกรวดและชั้นศิลาแลงที่โผล่อยู่ทั่วไปในภาคตะวันออกเฉียง เหนือที่พบเทคไทต์ฝังตัวอยู่ตอนบนแทบทุกแห่งในที่ราบสูงโคราชนั้น น่าจะอายุแก่กว่า 0.7 ล้านปี บริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือบางแห่งถูกปก คลุม ด้วยทรายแป้งลมหอบ (loess) สีน้ำตาลแดงและเหลือง ตรวจหาอายุของตะกอนได้ 8,190 +-120 ปี ในบ่อทรายท่าช้าง อำเภอเฉลิมพระเกียรติ ทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของจังหวัดนครราชสีมา มีตะกอนทรายแป้งลมหอบสะสมตัวหนากว่า 8 เมตร โดยพบซากฟันช้างโบราณชื่อ Zygolophodon(Sinomastodon) sp. และ Stegolophodon (Eostegodon) sp. มีอายุอยู่ในสมัยไพลสโตซีน และชิ้นส่วนของไม้กลายเป็นหินปะปนอยู่ด้วย หินอัคนี ที่พบบนที่ราบสูงโคราช เป็นหินบะซอลต์ซึ่งไหลปิดทับกลุ่มหินโคราชพบใน บริเวณจังหวัดบุรีรัมย์ จังหวัดสุรินทร์ และจังหวัดศรีสะเกษ มีอายุประมาณ 3.28 +-0.48 ล้านปีถึง 0.92 +-0.3 ล้านปี (ยุคเทอร์เชียรี-ควอเทอร์นารี)