ธาตุหายาก(REEs)/แร่หายาก: ไทยมีศักยภาพจริงหรือ?
“ธาตุหายาก” หรือ Rare Earth Elements (REEs) คือกลุ่มโลหะ 17 ธาตุที่ซ่อนตัวอยู่ในหินของเปลือกโลก แต่กลับเป็นหัวใจของเทคโนโลยีสมัยใหม่ เนื่องจากเป็นสินแร่โลหะกลุ่มธาตุเดี่ยวที่เป็นส่วนสำคัญของสิ่งต่างๆ มากมาย ตั้งแต่สมาร์ทโฟน รถยนต์ไฟฟ้า กังหันลม ไปจนถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์และระบบป้องกันประเทศ
แม้จะถูกเรียกว่า “ธาตุหายาก” แต่ในเชิงธรณีวิทยา REEs มิได้หายากในธรรมชาติ หากพบได้ทั่วไปในหินอัคนีหลายชนิด เพียงแต่ “กระจายตัวเบาบาง” และ “สกัดแยกได้ยาก” ทำให้มีต้นทุนการผลิตสูง และจึงถูกจัดให้เป็นทรัพยากรเชิงยุทธศาสตร์ของโลกยุคใหม่
ธาตุหายาก (REEs) และแร่ธาตุสำคัญ (Critical Minerals)
ธาตุหายาก (Rare Earth Elements: REEs) และแร่สำคัญ (Critical Minerals หรือ Critical Raw Materials: CRM) เป็นองค์ประกอบของทรัพยากรธรณีที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการขับเคลื่อนเทคโนโลยีสมัยใหม่ ตลอดจนการกำหนดนโยบายด้านความมั่นคง พลังงาน และเศรษฐกิจของหลายประเทศทั่วโลก
กลุ่มธาตุหายากประกอบด้วยธาตุในหมู่แลนทาไนด์จำนวน 15 ธาตุ (แลนทานัมถึงลูทีเชียม: La-Lu) ร่วมกับธาตุสแกนเดียม (Sc) และอิตเทรียม (Y) เมื่อพิจารณาในบริบทของ “แร่ธาตุสำคัญ” จะพบว่า REEs ถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มทรัพยากรที่ประเทศต่างๆ กำหนดให้เป็นทรัพยากรเชิงยุทธศาสตร์ ควบคู่กับธาตุอื่นที่มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมพลังงานและเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น ลิเทียม (Li) นิกเกิล (Ni) โคบอลต์ (Co) ดีบุก (Sn) ทังสเตน (W) และทองแดง (Cu) เป็นต้น
มุมมองทางธรณีวิทยา: REEs สะสมตัวที่ไหน?
จากมุมมองทางธรณีวิทยา แหล่งสะสมของธาตุหายากสามารถจำแนกออกได้เป็นหลายลักษณะสำคัญ ได้แก่
1.แหล่งปฐมภูมิ (Primary REE Deposits) เป็นแหล่งที่ธาตุหายากสะสมตัวอยู่ในหินต้นกำเนิดโดยตรง โดยมากพบในหินอัคนีประเภทหินแกรนิตและหินแปรบางชนิด โดยเฉพาะหินแกรนิตชนิดเอส (S-type granite) หรือหินแกรนิตเพอราลูมินัส (peraluminous granite) ที่มีองค์ประกอบของอะลูมิเนียม (Al) สูง ซึ่งเกิดจากแมกมาที่หลอมมาจากหินตะกอน มักมีแร่ประกอบรอง (accessory minerals) ที่เป็นแหล่งสะสมของธาตุหายาก เช่น โมนาไซต์ (monazite) ซีโนไทม์ (xenotime) และแอลลาไนต์ (allanite) โดยแหล่งธาตุหายากแบบปฐมภูมิที่สำคัญของโลก เช่น จีน สหรัฐอเมริกา แคนาดา รัสเซีย เป็นต้น ซึ่งอาจมีหินต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน เช่น หินคาร์บอเนไทต์และหินอัคนีชนิดอัลคาไลน์ เป็นต้น
2.แหล่งทุติยภูมิแบบลานแร่และแหล่งแร่หนัก (Placer and Heavy-Mineral Deposits) เกิดจากกระบวนการผุพัง การกร่อน และการพัดพาตะกอนของหินต้นกำเนิดที่มีแร่ธาตุหายากสะสมอยู่ แล้วเคลื่อนย้ายไปทับถมในแอ่งตะกอนตามลำน้ำ ชายฝั่ง หรือแหล่งลานแร่ แร่ที่มีธาตุหายากซึ่งมีความถ่วงจำเพาะสูง เช่น โมนาไซต์ ซีโนไทม์ และแอลลาไนต์ จะสะสมตัวร่วมกับแร่ดีบุกและแร่หนักอื่นๆ แหล่งประเภทนี้พบเด่นชัดในประเทศออสเตรเลีย มาเลเซีย และอินเดีย
3.แหล่งธาตุหายากแบบดินดูดซับไอออน (Ion-Adsorption Clay Deposits; IAC) เป็นแหล่งที่ธาตุหายากอยู่ในรูปของไอออนที่ถูกดูดซับบนผิวของแร่ดินเหนียว เกิดจากการผุพังอย่างรุนแรงของหินแกรนิตหรือหินอัคนีที่มีธาตุหายากเป็นองค์ประกอบเดิม ภายใต้สภาพภูมิอากาศร้อนชื้นเป็นเวลายาวนาน ธาตุหายากจะถูกปลดปล่อยออกจากแร่เดิม เช่น โมนาไซต์ ซีโนไทม์ หรือแอลลาไนต์ แล้วเคลื่อนที่ลงมาตามชั้นดินและถูกดูดซับไว้ ทำให้บางชั้นดินมีปริมาณธาตุหายากสูงกว่าชั้นอื่น แหล่งแบบ IAC ที่สำคัญของโลกพบอย่างเด่นชัดในจีนและบราซิล และถือเป็นแหล่งที่มีศักยภาพเชิงเศรษฐกิจสูง เนื่องจากสามารถใช้กระบวนการชะละลายในแหล่ง (in-situ leaching) ที่เปิดหน้าดินน้อยและลดปริมาณหางแร่ เมื่อเปรียบเทียบกับการทำเหมืองหินแข็ง
TH แหล่งแร่โลหะหายากของประเทศไทย
ในประเทศไทย ปัจจุบันมีการจำแนกแหล่งของธาตุหายากที่น่าสนใจออกเป็นหลายลักษณะ โดยในทางปฏิบัติและงานสำรวจภาครัฐมักเน้น 2 ประเภทหลัก ดังนี้
1.แหล่งแร่จาก “แร่หนัก” (Monazite, Xenotime) แหล่งชนิดนี้เกิดจากการผุพังของหินแกรนิตสายดีบุกยุคเพอร์เมียน-ไทรแอสซิก (ราว 260-190 ล้านปี) ซึ่งจัดเป็นหินแกรนิตชนิดเอส (S-type) หรือเพอราลูมินัส (peraluminous granite) ที่อุดมด้วยแร่โมนาไซต์และซีโนไทม์ เมื่อหินเหล่านี้สลายตัวตามธรรมชาติ แร่หนักจะถูกพัดพามาสะสมในตะกอนลำน้ำหรือชายฝั่ง กลายเป็นแหล่งแร่หนักร่วมกับดีบุก เช่น ในพื้นที่กาญจนบุรี, ประจวบคีรีขันธ์, ระนอง, พังงา และสุราษฎร์ธานี
⦁ Monazite เป็นแหล่งสำคัญของธาตุหายากกลุ่มเบา (LREEs)
⦁ Xenotime เป็นแหล่งสำคัญของธาตุหายากกลุ่มหนัก (HREEs + Y)
แหล่งเหล่านี้เป็นผลพวงของแนวหินแกรนิตสายดีบุกในภาคตะวันตกและภาคใต้ ซึ่งอยู่ในแนวเดียวกับแนวดีบุกเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (Southeast Asian Tin Belt) ที่มีอายุย้อนไปถึงช่วงการชนกันของแผ่นเปลือกโลก Sibumasu-Indochina
2.แหล่งแร่แบบ “ดินดูดซับไอออน” (Ion Adsorption Clay-IAC) แหล่งชนิดนี้เกิดจากการผุพังอย่างรุนแรงของหินแกรนิตยุคไทรแอสซิก (~250-200 ล้านปี) โดยเฉพาะกลุ่มแกรนิตชนิดเอสและเพอราลูมินัสในสภาพอากาศร้อนชื้น ธาตุ REEs ถูกปลดปล่อยออกจากแร่เดิม (เช่น Monazite, Xenotime, Allanite) และถูกดูดซับไว้บนผิวของแร่ดินเหนียว เกิดเป็นชั้นดินดูดซับไอออน (Ion Adsorption Clay) ซึ่งถือเป็นแหล่งแร่หายากที่มีศักยภาพทางเศรษฐกิจมากที่สุดของไทยในปัจจุบัน หากมีการสำรวจและประเมินอย่างเป็นระบบ
ข้อดีของแหล่งแบบ IAC คือ สามารถสกัดได้ด้วยเทคนิค in-situ leaching ลดการเปิดหน้าดิน ลดปัญหาหางแร่ และสามารถฟื้นฟูพื้นที่ได้ง่ายกว่าเหมืองหินแข็ง แม้กระนั้นก็ยังต้องมีมาตรการควบคุมผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากสารละลายที่ใช้ในการชะแร่
ในเชิงการจำแนกเชิงวิชาการ งานวิจัยด้าน REEs ในประเทศไทยยังชี้ให้เห็น “ศักยภาพเชิงธรณีวิทยา” ของแหล่งปฐมภูมิในหินแกรนิตและเพกมาไทต์ (หินอัคนีแทรกซอนผลึกขนาดใหญ่มากที่ตกผลึกในช่วงท้ายและให้แร่สีจางเป็นส่วนใหญ่คล้ายหินแกรนิต) ที่มีลิเทียมและธาตุหายากร่วมด้วย โดยเฉพาะในแนวหินแกรนิตสายดีบุกภาคกลาง-ภาคใต้ และบริเวณที่มีหินแกรนิตผุพังรุนแรงในภาคกลางของประเทศ
เบื้องหลังธรณีวิทยา
แนวหินแกรนิตทางตะวันตกของประเทศไทยเกิดจากการมุดตัวและการชนกันของแผ่นเปลือกโลก Sibumasu Terrane (ฝั่งพม่า-ตะวันตกของไทย) กับ Indochina Terrane (ฝั่งตะวันออกของไทย-ลาว-เวียดนาม) ในช่วงปลายเพอร์เมียนถึงไทรแอสซิกหรือราว 260-190 ล้านปีก่อน กระบวนการนี้ก่อให้เกิดการหลอมละลายของเปลือกโลกส่วนล่าง และสร้างหินแกรนิตชนิดเอสที่อุดมด้วยดีบุกและธาตุหายาก ต่อมาในช่วงจูแรสซิก-ครีเทเชียส มีการแทรกดันของแมกมารุ่นหลัง เกิดเป็นหินแกรนิตชนิดไอ (I-type granite) ซึ่งยังอาจมีแร่โมนาไซต์และซีโนไทม์อยู่ แต่ในปริมาณต่ำกว่า แนวหินแกรนิตตะวันตกนี้พาดยาวมากกว่า 2,500 กิโลเมตร จากจีนตอนใต้ ผ่านพม่า ไทย ลาว และมาเลเซีย ถือเป็นแนวแกรนิตตะวันตก (Western Granite Belt) / แนวดีบุกเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (Southeast Asian Tin Belt) ที่เชื่อมโยงแหล่งดีบุก (Sn) ทังสเตน (W) ลิเทียม (Li) และธาตุหายาก (REEs) ระดับภูมิภาคของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
งานวิจัยเชิงลึก เช่น การศึกษาหินแกรนิตไบโอไทต์-มัสโคไวต์ในพื้นที่จังหวัดอุทัยธานี พบว่าหินดังกล่าวจัดอยู่ในกลุ่มอิลเมไนต์ซีรีส์ (ilmenite series) หรือหินแกรนิตชนิดเอส และมีแร่ประกอบรอง ได้แก่ โมนาไซต์และซีโนไทม์ ซึ่งเป็นแหล่งของธาตุหายากกลุ่มเบา (LREEs: เช่น Ce, La, Pr, Nd) และธาตุหายากกลุ่มหนักบางส่วน (HREEs: เช่น Y, Gd, Dy) ขณะที่การศึกษาเกี่ยวกับหินแกรนิตที่มีการทำให้เกิดแร่ธาตุหายากในภาคกลางของไทยชี้ให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างการเกิดหินแกรนิตและวิวัฒนาการธรณีแปรสัณฐานของแนวสายดีบุกเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งสะท้อนว่าไทยมี “พื้นฐานทางธรณีวิทยา” ที่เหมาะสมต่อการเกิดแหล่ง REEs หลายบริเวณ
ปัจจุบันและอนาคต
ข้อมูลจากกรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่ (กพร.) ระบุว่า ประเทศไทยยังไม่มีเหมือง REEs เชิงพาณิชย์ เพราะแร่ที่พบส่วนใหญ่ยังมีความเข้มข้นต่ำ และกระจายตัวไม่สม่ำเสมอ การส่งออก REEs ที่ปรากฏในสถิติส่วนใหญ่เป็นผลจาก “การนำเข้าวัตถุดิบจากต่างประเทศมาผ่านกระบวนการแต่งแร่ในไทย”
อย่างไรก็ตาม จุดแข็งของประเทศไทยคือความเชี่ยวชาญด้าน “การแต่งแร่” และ “กระบวนการแยกแร่เชิงกายภาพ” ซึ่งเป็นเทคโนโลยีขั้นกลางในห่วงโซ่อุปทาน (global supply chain) ของ REEs และ Critical Minerals ดังนั้น ไทยจึงมีศักยภาพในการพัฒนาอุตสาหกรรมกลางน้ำและปลายน้ำ แม้จะไม่ได้เป็นผู้ผลิตแร่ดิบหลักก็ตาม
มีการประเมินในระดับคร่าวๆ ว่า ประเทศไทยอาจมีปริมาณธาตุหายากสะสมในเปลือกโลกอยู่ในระดับหลายล้านตัน แต่ส่วนที่สามารถเข้าทำเหมืองได้จริงอาจมีเพียงร้อยละ 0.1-1 เท่านั้น ปัจจัยสำคัญ ได้แก่
⦁ ธาตุหายากในประเทศโดยมากมีความเข้มข้นต่ำและกระจายตัวไม่เป็นระบบ
⦁ หลายแหล่งยังไม่ได้รับการสำรวจสำรอง-ทรัพยากรอย่างละเอียด
⦁ กรอบกฎหมายแร่ พ.ร.บ.แร่ พ.ศ.2560 ยังไม่ได้กล่าวถึงธาตุหายากและแร่ธาตุสำคัญ (Critical Raw Materials: CRM) อย่างชัดเจน
US ความร่วมมือไทย-สหรัฐ ด้านแร่ธาตุสำคัญ (MOU 2025) เมื่อปี 2025 รัฐบาลไทยได้ลงนาม “บันทึกความเข้าใจว่าด้วยความร่วมมือด้านการพัฒนาและกระจายความหลากหลายของห่วงโซ่อุปทานแร่ธาตุสำคัญ” (Memorandum of Understanding on Cooperation in Critical Minerals Supply Chain Development) ร่วมกับรัฐบาลสหรัฐอเมริกา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ
⦁ เสริมสร้างความมั่นคงด้านวัตถุดิบแร่ธาตุสำคัญของทั้งสองประเทศ
⦁ สนับสนุนการลงทุนด้านเทคโนโลยีการแต่งและการสกัดแร่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
⦁ พัฒนาศักยภาพบุคลากรและการแลกเปลี่ยนองค์ความรู้ด้าน Critical Minerals ระหว่างหน่วยงาน
ข้อตกลงนี้ทำให้ประเทศไทยมีโอกาสเข้าร่วมในห่วงโซ่อุปทาน REEs ระดับโลก และยกระดับบทบาทจาก “ผู้แต่งแร่” สู่ “ผู้พัฒนาอุตสาหกรรม REE ครบวงจร” ในอนาคต
ก้าวต่อไปของไทย: จากศักยภาพสู่การจัดการอย่างยั่งยืน
การพัฒนาแหล่งแร่ธาตุหายากของประเทศไทยในอนาคตจำเป็นต้องพึ่งหลายมิติที่เดินไปพร้อมกัน ได้แก่
⦁ การสำรวจธรณีวิทยาเชิงลึกและแม่นยำมากขึ้น บูรณาการข้อมูลธรณีเคมี (geochemistry) อายุทางธรณี (geochronology) เคมีแร่ (mineral chemistry) และข้อมูลเชิงพื้นที่ (GIS/3D) เพื่อระบุแหล่งที่มีศักยภาพจริง ทั้งในหินต้นกำเนิด ปริมาณสำรอง และคุณภาพแร่
⦁ เทคโนโลยีแต่งแร่และสกัดแร่ที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะแหล่งดินดูดซับไอออน (IAC) ที่มีข้อได้เปรียบด้าน in-situ leaching แต่ต้องควบคู่ไปกับมาตรการจัดการสารเคมีและการเฝ้าระวังผลกระทบสิ่งแวดล้อมอย่างรัดกุม
⦁ นโยบายและกฎหมายด้านทรัพยากรแร่ที่ทันสมัยและโปร่งใส ปรับปรุงกรอบ พ.ร.บ.แร่ พ.ศ.2560 ให้ครอบคลุมการกำหนด “แร่ธาตุสำคัญของประเทศ” (Critical Raw Materials: CRM) รวมถึงกำหนดแนวทางการบริหารจัดการทรัพยากรที่โปร่งใส เป็นธรรมต่อชุมชน และสอดคล้องกับมาตรฐานสากล
⦁ การเชื่อมโยงกับห่วงโซ่อุปทานระดับโลก (global supply chain) ใช้จุดแข็งด้านความรู้และเทคโนโลยีการแต่งแร่ของไทยให้เกิดประโยชน์สูงสุด แม้ไทยอาจไม่ได้เป็นผู้ผลิตสินแร่ REEs รายใหญ่ แต่สามารถยกระดับบทบาทเป็นฐานอุตสาหกรรมกลางน้ำ-ปลายน้ำ หรือศูนย์กลางการแปรรูปและการวิจัย-พัฒนาได้
– สรุปคือ ประเทศไทยมี “ศักยภาพทางธรณีวิทยา” ด้านธาตุหายากอย่างชัดเจน แม้ในปัจจุบันจะยังไม่พบแหล่งที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจสำหรับการทำเหมืองเชิงพาณิชย์ แต่หากมีการสำรวจอย่างเป็นระบบ เทคโนโลยีการสกัดที่เหมาะสม และกรอบนโยบายที่ชัดเจนและยั่งยืน ก็อาจทำให้ทรัพยากรเหล่านี้กลายเป็นฐานสำคัญของเศรษฐกิจยุคใหม่ได้
“แร่หายากอาจไม่หายากในธรรมชาติ แต่การจัดการให้เกิดคุณค่าอย่างยั่งยืนนั้นต่างหากที่ยังคงหายาก”
รศ.ดร.วิมลทิพย์ สิงห์เถื่อน
อาจารย์ผู้สอนวิทยาแร่ ศิลาวิทยา ธรณีวิทยาแหล่งแร่ ธรณีเคมีของแร่และหิน สาขาวิชาเทคโนโลยีธรณี
รองคณบดีฝ่ายการศึกษา ดิจิทัล และกิจการนักศึกษา คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแก่น
