UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II201110 Marks
Q1.

फेल्डस्पार के लिए प्रयुक्त होने वाले यमल नियम् के प्रकार तथा एल्बाइट : एनॉर्थाइट अनुपात का निर्धारण

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, पहले फेल्डस्पार खनिजों और उनके यमल नियमों (Solid Solution Series) को परिभाषित करना आवश्यक है। फिर, विभिन्न प्रकार के यमल नियमों (जैसे, पूर्ण ठोस विलयन श्रृंखला, सीमित ठोस विलयन श्रृंखला) की व्याख्या करें। अंत में, एल्बाइट और एनॉर्थाइट के बीच अनुपात को निर्धारित करने के तरीकों पर ध्यान केंद्रित करें, जिसमें रासायनिक विश्लेषण और एक्स-रे विवर्तन जैसी तकनीकों का उल्लेख शामिल है। उत्तर को स्पष्टता के लिए उपशीर्षकों में विभाजित करें।

Model Answer

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Introduction

फेल्डस्पार खनिज पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले सिलिकेट खनिजों में से एक हैं। ये विभिन्न प्रकार के चट्टानों में पाए जाते हैं और सिरेमिक, कांच और अपघर्षक जैसे उद्योगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। फेल्डस्पार खनिजों में ठोस विलयन (Solid Solution) की प्रवृत्ति होती है, जिसका अर्थ है कि एक खनिज संरचना के भीतर दो या दो से अधिक तत्वों को प्रतिस्थापित किया जा सकता है। यह यमल नियमों (Solid Solution Series) को जन्म देता है, जो खनिजों की एक श्रृंखला है जो दो अंतिम सदस्यों के बीच निरंतर रासायनिक संरचना में भिन्न होती है। एल्बाइट (NaAlSi₃O₈) और एनॉर्थाइट (CaAl₂Si₂O₈) फेल्डस्पार श्रृंखला के महत्वपूर्ण अंतिम सदस्य हैं।

फेल्डस्पार में यमल नियम के प्रकार

फेल्डस्पार खनिजों में विभिन्न प्रकार के यमल नियम पाए जाते हैं, जिन्हें उनकी विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

  • पूर्ण ठोस विलयन श्रृंखला (Complete Solid Solution Series): इस प्रकार के यमल नियम में, दो अंतिम सदस्यों के बीच सभी संभावित संरचनाएं मौजूद होती हैं। एल्बाइट (NaAlSi₃O₈) और एनॉर्थाइट (CaAl₂Si₂O₈) के बीच का यमल नियम एक पूर्ण ठोस विलयन श्रृंखला का उदाहरण है, जिसमें प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पार की एक निरंतर श्रृंखला बनती है।
  • सीमित ठोस विलयन श्रृंखला (Limited Solid Solution Series): इस प्रकार के यमल नियम में, दो अंतिम सदस्यों के बीच केवल कुछ संरचनाएं मौजूद होती हैं। यह संरचनात्मक बाधाओं या ऊर्जा संबंधी कारणों से हो सकता है।
  • एक्सोसोल्वस (Exosolvus): यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां दो या दो से अधिक घटकों का मिश्रण एक एकल चरण के रूप में मौजूद नहीं हो सकता है।
  • इनसोल्वस (Insolvus): यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां एक एकल चरण दो या दो से अधिक घटकों के मिश्रण में विघटित हो जाता है।

एल्बाइट : एनॉर्थाइट अनुपात का निर्धारण

एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात का निर्धारण फेल्डस्पार खनिजों की संरचना और उत्पत्ति को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। इस अनुपात को निर्धारित करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है:

  • रासायनिक विश्लेषण (Chemical Analysis): यह तकनीक खनिज में मौजूद विभिन्न तत्वों की मात्रा को मापती है। Na और Ca की मात्रा को मापकर, एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात की गणना की जा सकती है।
  • एक्स-रे विवर्तन (X-ray Diffraction - XRD): यह तकनीक खनिज की क्रिस्टल संरचना का विश्लेषण करती है। विभिन्न फेल्डस्पार खनिजों की क्रिस्टल संरचना में अंतर होता है, इसलिए XRD डेटा का उपयोग एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
  • इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब विश्लेषण (Electron Microprobe Analysis - EMPA): यह तकनीक रासायनिक विश्लेषण का एक अधिक सटीक रूप है, जो बहुत छोटे क्षेत्रों में तत्वों की मात्रा को मापने की अनुमति देता है।
  • लेजर-प्रेरित ब्रेकडाउन स्पेक्ट्रोस्कोपी (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy - LIBS): यह एक अपेक्षाकृत नई तकनीक है जो खनिज की सतह को लेजर से वाष्पित करके तत्वों की मात्रा को मापती है।

एल्बाइट : एनॉर्थाइट अनुपात को प्रभावित करने वाले कारक

एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात को कई कारकों से प्रभावित किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:

  • तापमान और दबाव: तापमान और दबाव में परिवर्तन फेल्डस्पार खनिजों की स्थिरता को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात में परिवर्तन हो सकता है।
  • रचना: मूल मैग्मा या तरल की संरचना एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात को प्रभावित कर सकती है।
  • शीतलन दर: शीतलन दर भी एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात को प्रभावित कर सकती है। धीमी शीतलन दर से बड़े क्रिस्टल बनते हैं जो अधिक समान रूप से वितरित होते हैं, जबकि तेज शीतलन दर से छोटे क्रिस्टल बनते हैं जो अधिक असमान रूप से वितरित होते हैं।
तकनीक सिद्धांत लाभ हानि
रासायनिक विश्लेषण तत्वों की मात्रा का मापन सरल और सस्ता कम सटीक
एक्स-रे विवर्तन क्रिस्टल संरचना का विश्लेषण गैर-विनाशकारी जटिल डेटा व्याख्या
इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब विश्लेषण छोटे क्षेत्रों में तत्वों की मात्रा का सटीक मापन उच्च सटीकता विनाशकारी, महंगा

Conclusion

संक्षेप में, फेल्डस्पार खनिजों में यमल नियम की अवधारणा उनकी संरचना और उत्पत्ति को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। एल्बाइट और एनॉर्थाइट के बीच अनुपात को निर्धारित करने के लिए रासायनिक विश्लेषण और एक्स-रे विवर्तन जैसी तकनीकों का उपयोग किया जाता है। यह अनुपात तापमान, दबाव, रचना और शीतलन दर जैसे कारकों से प्रभावित होता है। फेल्डस्पार खनिजों का अध्ययन भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं और पृथ्वी की पपड़ी के विकास को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता 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

यमल नियम (Solid Solution Series)
यमल नियम एक ऐसी श्रृंखला है जिसमें दो या दो से अधिक खनिजों की संरचनाएं एक दूसरे में घुल जाती हैं, जिससे एक निरंतर रासायनिक संरचना बनती है।
प्लैजिओक्लेस (Plagioclase)
यह एक महत्वपूर्ण फेल्डस्पार खनिज समूह है जो एल्बाइट (NaAlSi₃O₈) और एनॉर्थाइट (CaAl₂Si₂O₈) के बीच ठोस विलयन श्रृंखला बनाता है।

Key Statistics

पृथ्वी की पपड़ी का लगभग 60% हिस्सा फेल्डस्पार खनिजों से बना है।

Source: भूविज्ञान पाठ्यपुस्तकें (2023 तक का ज्ञान)

भारत में फेल्डस्पार के अनुमानित भंडार लगभग 250 मिलियन टन हैं।

Source: भारतीय खनिज ब्यूरो (2022)

Examples

प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पार

प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पार एल्बाइट और एनॉर्थाइट के बीच एक पूर्ण ठोस विलयन श्रृंखला का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। यह विभिन्न प्रकार की आग्नेय और रूपांतरित चट्टानों में पाया जाता है।

Frequently Asked Questions

एल्बाइट और एनॉर्थाइट के अनुपात का भूवैज्ञानिक महत्व क्या है?

एल्बाइट और एनॉर्थाइट का अनुपात चट्टान के निर्माण की परिस्थितियों (तापमान, दबाव, रचना) और उसके भूवैज्ञानिक इतिहास के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

Topics Covered

भूविज्ञानखनिज विज्ञानखनिज संरचनारासायनिक संरचनाभूरासायनिक विश्लेषण