UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II201110 Marks
Q6.

अवसादीय पर्यावरण के अधिनिरूपण में सीरियम एवं यूरोपियम असंगतियों तथा लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात का महत्त्व

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, अवसादीय पर्यावरण (sedimentary environment) के संदर्भ में सीरियम (Cerium) और यूरोपियम (Europium) की असंगतियों (anomalies) और लैन्थेनम/यटरबियम (La/Yb) अनुपात के भू-रासायनिक महत्व को स्पष्ट करना होगा। उत्तर में इन तत्वों के व्यवहार, उनके अनुपात में परिवर्तन के कारणों और अवसादीय वातावरण की व्याख्या में उनकी भूमिका पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। संरचना में, पहले अवसादीय वातावरण और दुर्लभ मृदा तत्वों (Rare Earth Elements - REE) के बारे में बुनियादी जानकारी दें, फिर सीरियम और यूरोपियम असंगतियों और लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात के महत्व को विस्तार से बताएं।

Model Answer

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Introduction

अवसादीय पर्यावरण पृथ्वी की सतह पर उन प्रक्रियाओं को संदर्भित करते हैं जिनके द्वारा तलछट (sediment) का निर्माण, परिवहन और जमाव होता है। ये पर्यावरण विभिन्न प्रकार के होते हैं, जैसे कि समुद्री, नदीय, झील, और रेगिस्तानी। दुर्लभ मृदा तत्व (REE), जिनमें लैन्थेनम, सीरियम, यूरोपियम और यटरबियम शामिल हैं, अवसादीय चट्टानों में महत्वपूर्ण भू-रासायनिक संकेत प्रदान करते हैं। सीरियम और यूरोपियम असंगतियों और लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात का अध्ययन अवसादीय वातावरण की पुनर्निर्माण और समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि ये अनुपात ऑक्सीकरण-अपचयन (redox) स्थितियों, जल स्तंभ की विशेषताओं और तलछट के स्रोतों के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।

अवसादीय पर्यावरण और दुर्लभ मृदा तत्व (REE)

अवसादीय पर्यावरण में REE का वितरण विभिन्न कारकों द्वारा नियंत्रित होता है, जिनमें स्रोत चट्टान की लिथोलॉजी, अपक्षय और अपरदन की प्रक्रियाएं, परिवहन माध्यम और जमाव की स्थितियां शामिल हैं। REE आमतौर पर अवसादीय चट्टानों में अपने स्रोत में मौजूद मात्रा के समान अनुपात में पाए जाते हैं, लेकिन कुछ तत्वों में असंगति दिखाई देती है, जो विशिष्ट अवसादीय प्रक्रियाओं के कारण होती है।

सीरियम असंगति (Cerium Anomaly)

सीरियम असंगति (Ce anomaly) अवसादीय चट्टानों में सीरियम की अपेक्षा अधिक या कम सांद्रता को संदर्भित करती है, जो अन्य REE के सापेक्ष होती है। सकारात्मक सीरियम असंगति (positive Ce anomaly) आमतौर पर ऑक्सीकृत समुद्री जल में देखी जाती है, जहां Ce3+ Ce4+ में ऑक्सीकृत हो जाता है और अधिक घुलनशील हो जाता है, जिससे यह तलछट में जमा हो जाता है। नकारात्मक सीरियम असंगति (negative Ce anomaly) अपचयनकारी (reducing) वातावरण में देखी जाती है, जहां Ce4+ Ce3+ में अपचयित हो जाता है और तलछट से हट जाता है।

  • महत्व: सकारात्मक Ce anomaly समुद्री जल में ऑक्सीजन की उपस्थिति का संकेत देता है, जबकि नकारात्मक anomaly ऑक्सीजन की कमी का संकेत देता है।
  • उदाहरण: गहरे समुद्र के तलछट में अक्सर नकारात्मक Ce anomaly पाया जाता है, जो ऑक्सीजन की कमी का संकेत देता है।

यूरोपियम असंगति (Europium Anomaly)

यूरोपियम असंगति (Eu anomaly) अवसादीय चट्टानों में यूरोपियम की अपेक्षा अधिक या कम सांद्रता को संदर्भित करती है, जो अन्य REE के सापेक्ष होती है। सकारात्मक यूरोपियम असंगति (positive Eu anomaly) आमतौर पर ज्वालामुखी गतिविधियों से जुड़े अवसादों में देखी जाती है, जहां Eu2+ Eu3+ में ऑक्सीकृत हो जाता है और अधिक घुलनशील हो जाता है। नकारात्मक यूरोपियम असंगति (negative Eu anomaly) अपचयनकारी वातावरण में देखी जाती है।

  • महत्व: सकारात्मक Eu anomaly ज्वालामुखी गतिविधियों और हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों की उपस्थिति का संकेत देता है।
  • उदाहरण: ब्लैक स्मोकर्स (Black smokers) के आसपास के अवसादों में अक्सर सकारात्मक Eu anomaly पाया जाता है।

लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात (La/Yb Ratio)

लैन्थेनम/यटरबियम (La/Yb) अनुपात अवसादीय चट्टानों में REE के वितरण के बारे में जानकारी प्रदान करता है। La एक हल्के REE (Light Rare Earth Element - LREE) है, जबकि Yb एक भारी REE (Heavy Rare Earth Element - HREE) है। La/Yb अनुपात में परिवर्तन अवसादीय वातावरण में विभिन्न प्रक्रियाओं के कारण हो सकते हैं, जैसे कि विभेदक अपक्षय, परिवहन और जमाव।

  • महत्व: उच्च La/Yb अनुपात LREE के संवर्धन का संकेत देता है, जो अपक्षय और रासायनिक अपरदन की प्रक्रियाओं के कारण हो सकता है। कम La/Yb अनुपात HREE के संवर्धन का संकेत देता है, जो ज्वालामुखी गतिविधियों या हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों की उपस्थिति के कारण हो सकता है।
  • उदाहरण: महाद्वीपीय क्रस्ट से प्राप्त तलछट में आमतौर पर उच्च La/Yb अनुपात होता है, जबकि ज्वालामुखी चट्टानों से प्राप्त तलछट में कम La/Yb अनुपात होता है।

अनुप्रयोग

सीरियम और यूरोपियम असंगतियों और लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात का उपयोग विभिन्न अवसादीय वातावरणों की व्याख्या करने के लिए किया जाता है, जैसे कि:

  • समुद्री पर्यावरण: ऑक्सीकरण-अपचयन स्थितियों का निर्धारण
  • नदीय पर्यावरण: अपक्षय और अपरदन की प्रक्रियाओं का अध्ययन
  • झील पर्यावरण: जल स्तंभ की विशेषताओं का मूल्यांकन

Conclusion

संक्षेप में, सीरियम और यूरोपियम असंगतियों और लैन्थेनम/यटरबियम अनुपात अवसादीय चट्टानों में महत्वपूर्ण भू-रासायनिक संकेत प्रदान करते हैं। इन अनुपातों का अध्ययन अवसादीय वातावरण की पुनर्निर्माण और समझने में मदद करता है, जिससे हमें पृथ्वी के इतिहास और प्रक्रियाओं के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी मिलती है। भविष्य में, इन अनुपातों का उपयोग जलवायु परिवर्तन और समुद्री जल रसायन विज्ञान के अध्ययन में भी किया जा सकता है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

अपक्षय (Weathering)
अपक्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा चट्टानें, मिट्टी और खनिजों को हवा, पानी और अन्य तत्वों के संपर्क में आने से विघटित किया जाता है।
रेडॉक्स स्थिति (Redox condition)
रेडॉक्स स्थिति एक रासायनिक वातावरण में ऑक्सीकरण और अपचयन की सापेक्ष प्रवृत्ति को संदर्भित करती है।

Key Statistics

2022 में, भारत का दुर्लभ मृदा तत्वों का वैश्विक उत्पादन में लगभग 2% योगदान था।

Source: Ministry of Mines, Annual Report 2022-23

दुर्लभ मृदा तत्वों की वैश्विक मांग 2030 तक प्रति वर्ष 10% बढ़ने का अनुमान है।

Source: Adamas Intelligence, Rare Earth Market Outlook to 2030 (knowledge cutoff 2023)

Examples

भारतीय मानसून और Ce anomaly

भारतीय मानसून के दौरान, अपलैंड क्षेत्रों से लाए गए तलछट में सकारात्मक Ce anomaly देखी जाती है, जो ऑक्सीजन युक्त जल के प्रवाह के कारण होती है।

Frequently Asked Questions

क्या सभी अवसादीय चट्टानों में Ce और Eu असंगतियाँ पाई जाती हैं?

नहीं, Ce और Eu असंगतियाँ सभी अवसादीय चट्टानों में नहीं पाई जाती हैं। इनकी उपस्थिति अवसादीय वातावरण और प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है।

Topics Covered

भूविज्ञानभू-रसायनअवसादनभू-रासायनिक विश्लेषणपर्यावरण