Model Answer
0 min readIntroduction
भू-रसायन विज्ञान पृथ्वी की संरचना और संघटन का अध्ययन है, जिसमें तत्वों का वितरण और उनके व्यवहार का विश्लेषण शामिल है। तत्वों का भूरासायनिक वर्गीकरण उनके रासायनिक गुणों, आयनिक त्रिज्या, और पृथ्वी के विभिन्न भंडारों (जैसे, मेंटल, क्रस्ट, महासागर) में उनकी प्रचुरता के आधार पर किया जाता है। मैग्मीय क्रिस्टलन, पृथ्वी के आंतरिक भाग से पिघले हुए चट्टानी पदार्थ (मैग्मा) के ठंडा होने और ठोस चट्टानों में बदलने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में सूक्ष्ममात्रिक तत्व महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो चट्टानों की रासायनिक संरचना और भूवैज्ञानिक इतिहास को समझने में मदद करते हैं।
तत्वों का भूरासायनिक वर्गीकरण
तत्वों का भूरासायनिक वर्गीकरण उनके रासायनिक व्यवहार और पृथ्वी के विभिन्न भागों में उनकी प्रचुरता पर आधारित है। कई वर्गीकरण प्रणालियाँ मौजूद हैं, जिनमें से कुछ प्रमुख निम्नलिखित हैं:
गोल्डस्मिड वर्गीकरण (Goldschmidt Classification)
विक्टर गोल्डस्मिड ने 1928 में तत्वों को उनके आयनिक त्रिज्या और आवेश के आधार पर वर्गीकृत किया। इस वर्गीकरण के अनुसार, तत्वों को तीन मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है:
- लिथोफिलिक तत्व (Lithophile elements): ये तत्व सिलिकेट खनिजों के साथ जुड़ते हैं और पृथ्वी के क्रस्ट और मेंटल में पाए जाते हैं। उदाहरण: Na, K, Mg, Ca, Al, Si
- सिडेरोफिलिक तत्व (Siderophile elements): ये तत्व लोहे के साथ जुड़ते हैं और पृथ्वी के कोर में पाए जाते हैं। उदाहरण: Fe, Ni, Co
- चाल्कोफिलिक तत्व (Chalcophile elements): ये तत्व सल्फर के साथ जुड़ते हैं और पृथ्वी के क्रस्ट में सल्फाइड खनिजों के रूप में पाए जाते हैं। उदाहरण: Cu, Zn, Pb, Ag
वेर्नेर वर्गीकरण (Vernadsky Classification)
एलेक्जेंडर वेर्नेर ने तत्वों को उनके भूरासायनिक व्यवहार के आधार पर तीन समूहों में विभाजित किया:
- प्रमुख तत्व (Major elements): ये तत्व पृथ्वी के क्रस्ट में बड़ी मात्रा में पाए जाते हैं। उदाहरण: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg
- गौण तत्व (Minor elements): ये तत्व पृथ्वी के क्रस्ट में कम मात्रा में पाए जाते हैं, लेकिन भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण: Ti, Mn, P, S
- सूक्ष्ममात्रिक तत्व (Trace elements): ये तत्व पृथ्वी के क्रस्ट में बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं, लेकिन चट्टानों की उत्पत्ति और विकास को समझने में महत्वपूर्ण होते हैं। उदाहरण: Au, Ag, Pt, U, Th
मैग्मीय क्रिस्टलन में सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की भूमिका
मैग्मीय क्रिस्टलन के दौरान, सूक्ष्ममात्रिक तत्व विभिन्न खनिजों में वितरित होते हैं। यह वितरण तत्वों के विभाजन गुणांक (partition coefficient) द्वारा नियंत्रित होता है, जो एक खनिज और मैग्मा के बीच एक तत्व की सांद्रता का अनुपात है।
विभाजन गुणांक (Partition Coefficient)
विभाजन गुणांक (KD) एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो बताती है कि एक तत्व मैग्मा से एक विशेष खनिज में कैसे स्थानांतरित होता है। उच्च KD मान वाले तत्व खनिजों में अधिक केंद्रित होते हैं, जबकि कम KD मान वाले तत्व मैग्मा में बने रहते हैं।
संगतता श्रृंखला (Compatibility Series)
कुछ तत्व मैग्मीय क्रिस्टलन के दौरान एक विशेष खनिज में आसानी से प्रवेश कर जाते हैं, जबकि अन्य नहीं। तत्वों की यह प्रवृत्ति संगतता श्रृंखला के रूप में जानी जाती है। उदाहरण के लिए, क्रोमियम (Cr) और निकल (Ni) ओलिविन में संगत होते हैं, जबकि स्ट्रोंटियम (Sr) और बेरियम (Ba) प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पर में संगत होते हैं।
सूक्ष्ममात्रिक तत्वों का उपयोग
सूक्ष्ममात्रिक तत्वों का उपयोग मैग्मा के स्रोत, क्रिस्टलन की स्थिति और भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (Rare Earth Elements - REE) का उपयोग मैग्मा के स्रोत को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जबकि आइसोटोपिक विश्लेषण का उपयोग चट्टानों की आयु और उत्पत्ति को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
| तत्व | विभाजन गुणांक (उदाहरण) | संगत खनिज |
|---|---|---|
| क्रोमियम (Cr) | उच्च (KD > 1) | ओलिविन |
| स्ट्रोंटियम (Sr) | निम्न (KD < 1) | प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पर |
| यूरेनियम (U) | मध्यम | एपेटाइट, ज़िरकॉन |
Conclusion
तत्वों का भूरासायनिक वर्गीकरण पृथ्वी की संरचना और विकास को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। मैग्मीय क्रिस्टलन में सूक्ष्ममात्रिक तत्वों की भूमिका चट्टानों की उत्पत्ति और भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं को समझने में महत्वपूर्ण है। विभाजन गुणांक और संगतता श्रृंखला जैसी अवधारणाएँ मैग्मा से खनिजों में तत्वों के वितरण को नियंत्रित करती हैं, और सूक्ष्ममात्रिक तत्वों का उपयोग मैग्मा के स्रोत और क्रिस्टलन की स्थिति को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। भू-रसायन विज्ञान के अध्ययन से हमें पृथ्वी के आंतरिक कामकाज और उसके इतिहास को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती 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.