UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-II201315 Marks
Q21.

पोरफाइरी तांबा निक्षेप और जलतापीय परिवर्तन

पोरफाइरी तांबा निक्षेप में, उनकी खनिजिकी और परिवर्तन ताप पर बल देते हुए, व्यवस्थित रेखाचित्रों के साथ जलतापीय परिवर्तन के क्षेत्र दर्शाइए और समझाइए । स्पष्ट कीजिए कि क्या कारण है कि अयस्क क्षेत्र दो विशिष्ट परिवर्तन क्षेत्रों के बीच सीमांत पर अवस्थित होता है ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, पोरफाइरी तांबा निक्षेपों की उत्पत्ति और उनसे जुड़े जलतापीय परिवर्तनों को समझना आवश्यक है। उत्तर में, पहले पोरफाइरी तांबा निक्षेपों का संक्षिप्त परिचय दें, फिर जलतापीय परिवर्तन के विभिन्न क्षेत्रों (प्रोपाइलाइटिक, अर्गिलिक, फाइलिक, पोटैसिक) को रेखाचित्रों के साथ स्पष्ट करें। अयस्क क्षेत्र की स्थिति को दो विशिष्ट परिवर्तन क्षेत्रों के बीच सीमांत पर होने के कारणों को विस्तार से समझाएं। खनिजिकी और परिवर्तन ताप पर विशेष ध्यान दें।

Model Answer

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Introduction

पोरफाइरी तांबा निक्षेप, विश्व के तांबा भंडार का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं। ये निक्षेप, उपसतही आग्नेय चट्टानों (विशेषकर ग्रेनाइट और डायोराइट) से जुड़े होते हैं और जलतापीय क्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं। इन निक्षेपों के निर्माण में जलतापीय परिवर्तन एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जिसके द्वारा आसपास की चट्टानों की खनिज संरचना और रासायनिक संगठन में बदलाव आता है। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप विभिन्न प्रकार के खनिज बनते हैं, जिनमें तांबा प्रमुख है। पोरफाइरी तांबा निक्षेपों की उत्पत्ति और उनसे जुड़े जलतापीय परिवर्तनों को समझना आर्थिक भूविज्ञान के दृष्टिकोण से अत्यंत महत्वपूर्ण है।

पोरफाइरी तांबा निक्षेप और जलतापीय परिवर्तन

पोरफाइरी तांबा निक्षेप, बड़े पैमाने पर, निम्न-ग्रेड के तांबा खनिज हैं जो पोरफाइरी संरचना वाली आग्नेय चट्टानों से जुड़े होते हैं। ये निक्षेप आमतौर पर उपसतही घुसपैठों के आसपास पाए जाते हैं और जलतापीय तरल पदार्थों के माध्यम से तांबे के परिवहन और जमाव के परिणामस्वरूप बनते हैं। जलतापीय परिवर्तन, इन निक्षेपों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

जलतापीय परिवर्तन के क्षेत्र

जलतापीय परिवर्तन के क्षेत्र, घुसपैठ से दूरी के आधार पर विभिन्न क्षेत्रों में विभाजित किए जा सकते हैं। प्रत्येक क्षेत्र में विशिष्ट खनिज संयोजन और परिवर्तन ताप होते हैं। नीचे विभिन्न क्षेत्रों का विवरण दिया गया है:

1. प्रोपाइलाइटिक क्षेत्र (Propylitic Zone)

यह क्षेत्र घुसपैठ के सबसे बाहरी क्षेत्र में स्थित होता है। इस क्षेत्र में, चट्टानों का परिवर्तन निम्न से मध्यम तापमान (200-300°C) पर होता है। प्रमुख खनिजों में क्लोराइट, एपिडोट, कैल्साइट और एल्बाइट शामिल हैं। यह क्षेत्र आमतौर पर तांबे के अयस्क से वंचित होता है, लेकिन यह परिवर्तन के अन्य क्षेत्रों के लिए एक पृष्ठभूमि प्रदान करता है।

2. अर्गिलिक क्षेत्र (Argillic Zone)

प्रोपाइलाइटिक क्षेत्र के अंदरूनी भाग में अर्गिलिक क्षेत्र स्थित होता है। इस क्षेत्र में, चट्टानों का परिवर्तन मध्यम तापमान (250-350°C) पर होता है और इसमें सेरिसाइट, क्वार्ट्ज, और क्ले खनिजों का प्रभुत्व होता है। यह क्षेत्र अक्सर तांबे के अयस्क के साथ जुड़ा होता है, लेकिन तांबे की मात्रा आमतौर पर कम होती है।

3. फाइलिक क्षेत्र (Phyllic Zone)

अर्गिलिक क्षेत्र के अंदरूनी भाग में फाइलिक क्षेत्र स्थित होता है। इस क्षेत्र में, चट्टानों का परिवर्तन मध्यम से उच्च तापमान (300-400°C) पर होता है और इसमें सेरिसाइट, क्वार्ट्ज, पाइराइट और कुछ तांबा सल्फाइड खनिज शामिल होते हैं। यह क्षेत्र तांबे के अयस्क के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन इसमें अक्सर सोने की मात्रा भी अधिक होती है।

4. पोटैसिक क्षेत्र (Potassic Zone)

यह क्षेत्र घुसपैठ के सबसे निकटतम क्षेत्र में स्थित होता है और यह सबसे अधिक परिवर्तित क्षेत्र है। इस क्षेत्र में, चट्टानों का परिवर्तन उच्च तापमान (400-600°C) पर होता है और इसमें पोटैशियम फेल्डस्पार, क्वार्ट्ज, मैग्नेटाइट और कुछ तांबा सल्फाइड खनिज शामिल होते हैं। यह क्षेत्र तांबे के अयस्क के लिए सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र है, क्योंकि इसमें तांबे की मात्रा सबसे अधिक होती है।

Porphyry Copper Alteration Zones

अयस्क क्षेत्र की स्थिति

अयस्क क्षेत्र आमतौर पर अर्गिलिक और फाइलिक क्षेत्रों के बीच सीमांत पर अवस्थित होता है। इसके कई कारण हैं:

  • तरल पदार्थों का मिश्रण: अर्गिलिक और फाइलिक क्षेत्रों से आने वाले जलतापीय तरल पदार्थों के मिश्रण से तांबे की घुलनशीलता और जमाव के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ उत्पन्न होती हैं।
  • पीएच और ऑक्सीकरण क्षमता में परिवर्तन: इन क्षेत्रों के बीच पीएच और ऑक्सीकरण क्षमता में परिवर्तन तांबे के सल्फाइड खनिजों के अवक्षेपण को बढ़ावा देता है।
  • तापमान प्रवणता: तापमान प्रवणता के कारण, तांबे के तरल पदार्थ ठंडे क्षेत्रों में जमा हो जाते हैं, जिससे अयस्क का निर्माण होता है।
  • चट्टानों की पारगम्यता: इन क्षेत्रों में चट्टानों की पारगम्यता तांबे के तरल पदार्थों के प्रवाह और जमाव के लिए अनुकूल होती है।

खनिजिकी: पोरफाइरी तांबा निक्षेपों में प्रमुख खनिजों में चालकोसाइट (Cu2S), बोर्नाइट (Cu5FeS4), कोवेलिट (CuS) और मोलिब्डेनाइट (MoS2) शामिल हैं। ये खनिज आमतौर पर क्वार्ट्ज, सेरिसाइट और पोटैशियम फेल्डस्पार के साथ जुड़े होते हैं।

Conclusion

संक्षेप में, पोरफाइरी तांबा निक्षेप जलतापीय परिवर्तनों के परिणामस्वरूप बनते हैं, जिनमें प्रोपाइलाइटिक, अर्गिलिक, फाइलिक और पोटैसिक क्षेत्र शामिल हैं। अयस्क क्षेत्र की स्थिति अर्गिलिक और फाइलिक क्षेत्रों के बीच सीमांत पर होती है, जहाँ तरल पदार्थों के मिश्रण, पीएच, ऑक्सीकरण क्षमता और तापमान प्रवणता तांबे के जमाव के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ प्रदान करते हैं। पोरफाइरी तांबा निक्षेपों का अध्ययन आर्थिक भूविज्ञान और खनिज संसाधनों के प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण 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

जलतापीय परिवर्तन (Hydrothermal Alteration)
जलतापीय परिवर्तन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें गर्म, रासायनिक रूप से सक्रिय तरल पदार्थ चट्टानों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे उनकी खनिज संरचना और रासायनिक संगठन में परिवर्तन होता है।

Key Statistics

2022 में, चिली दुनिया का सबसे बड़ा तांबा उत्पादक था, जिसका उत्पादन 5.3 मिलियन टन था।

Source: यूएस जियोलॉजिकल सर्वे (USGS), 2023

विश्व के ज्ञात तांबा भंडार का लगभग 55% दक्षिण अमेरिका में स्थित है, जिसमें चिली और पेरू प्रमुख उत्पादक हैं।

Source: वर्ल्ड ब्यूरो ऑफ मेटल्स (World Bureau of Metals), 2023 (knowledge cutoff)

Examples

बिंगहैम कैन्यन माइन (Bingham Canyon Mine)

यूटा, संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित बिंगहैम कैन्यन माइन दुनिया के सबसे बड़े खुले गड्ढे तांबा खदानों में से एक है, जो एक पोरफाइरी तांबा निक्षेप पर आधारित है।

Topics Covered

GeologyEconomic GeologyPorphyry Copper DepositsHydrothermal AlterationOre Genesis