કાર્બોનિફેરસ રચના (carboniferous system)

કાર્બોનિફેરસ રચના (carboniferous system) : ડબ્લ્યૂ. ડી. કોનિબિયરે 1822માં ઇંગ્લૅન્ડમાં મળી આવતા ‘કોલસાના થર’, ‘મિલસ્ટોન ગ્રિટ’ અને ‘માઉન્ટન લાઇમસ્ટોન’થી બનેલી ખડકસ્તરશ્રેણી માટે સર્વપ્રથમ ‘કાર્બોનિફેરસ રચના’ શબ્દ સૂચવેલો, જે મુખ્યત્વે તો તેમાંના કોલસાને જ લાગુ પડતો હતો; દુનિયાભરમાં મળી આવતા કોલસાના જથ્થાની આ સમયની સ્તરશ્રેણીનો સમય દર્શાવતો શબ્દપ્રયોગ.

ભૂસ્તરીય કાળગણના મુજબ પ્રથમ જીવયુગ(Palaeozoic era)ની છ રચનાઓ પૈકી આ રચના પાંચમા ક્રમે આવે છે; તેની નીચે ડેવોનિયન અને ઉપર પરમિયન રચનાઓ છે. આ રચનાના ખડકો ક્યાંક ખંડીય તો ક્યાંક દરિયાઈ ઉત્પત્તિજન્ય છે અને તેમની જમાવટ આજથી ગણતાં 34.5± કરોડ વર્ષથી 28± કરોડ વર્ષ વચ્ચેના સાડા છ કરોડ વર્ષના ગાળામાં થયેલી છે.

આ રચનાના ખડકો દુનિયામાં જ્યાં જ્યાં મળી આવે છે ત્યાં ત્યાં ક્યાંક બે તો ક્યાંક ત્રણ કાલખંડોમાં વર્ગીકૃત કરેલા છે. સ્તરવિદ્યાના અભ્યાસ માટે પ્રમાણભૂત ગણેલી બ્રિટિશ ટાપુઓની ખડકસ્તરશ્રેણીઓ મુજબ આ રચનાને યુરોપ, એશિયા, રશિયા, યુ.એસ.એ. માટે નીચે મુજબના કાલખંડોમાં વહેંચેલી છે :

બ્રિટિશ ટાપુઓમાં મળતી આ રચનાની ખડકશ્રેણીઓનું વર્ગીકરણ નીચે પ્રમાણે કરેલું છે :

ઊર્ધ્વ વિભાગ – Coal Measure Period

મધ્ય વિભાગ – Millstone Grit Period

નિમ્ન વિભાગ – Carboniferous Limestone Period

યુ.એસ.માં અપનાવેલા દ્વિસ્તરીય વર્ગીકરણ મુજબ નિમ્ન વિભાગને મિસિસિપિયન (મિસિસિપી નદીની ખીણમાં આ જીવાવશેષોથી સમૃદ્ધ ચૂનાખડકોને મળતી લાક્ષણિક વિવૃતિ પરથી 1870માં એ. વિન્ચેલ દ્વારા) અને ઊર્ધ્વ વિભાગને પેન્સિલ્વેનિયન (પેન્સિલ્વેનિયામાં મળતા કોલસાના સમૃદ્ધ થરો પરથી 1981માં એચ. એસ. વિલિયમ્સ દ્વારા) નામ અપાયેલાં છે.

આ રચનાનો ઊર્ધ્વતમ વિભાગ યુરલ પર્વતોમાં વિશિષ્ટપણે વિવૃતિ પામેલો હોઈ એ વિસ્તાર માટે યુરલિયન નામ અપાયેલું છે. એશિયા-ઑસ્ટ્રેલિયામાં જોવા મળતી કાર્બોનિફેરસ-પરમિયન નિક્ષેપ જમાવટ એકધારી ચાલુ રહી હોવાથી બંનેને અલગ પાડવાનું મુશ્કેલ બની રહે છે. એટલે કે કાર્બોનિફેરસનો ઊર્ધ્વ વિભાગ યુરલિયન અને પરમિયનનો નિમ્નવિભાગ આર્ટિન્સ્કિયન ખડકોની ર્દષ્ટિએ જુદો પાડી શકાતો ન હોવાથી સરળતા માટે કાર્બોનિફેરસને દિનાન્ટિયન, મૉસ્કોવિયન અને યુરલિયન એ પ્રમાણેના ત્રણ કાલખંડો મુજબ સ્વીકારવાનું વધુ યોગ્ય છે.

કાર્બોનિફેરસ કાળને એ વખતે પ્રવર્તમાન પર્યાવરણના સંદર્ભમાં જોતાં કોલસાના થરોની ઉત્પત્તિનો ખ્યાલ આવી શકે. સમગ્ર યુરોપખંડમાં ડેવોનિયનના અંત અને કાર્બોનિફેરસના પ્રારંભ વચ્ચેના સંક્રાન્તિકાળ દરમિયાન દરિયાઈ અતિક્રમણ (marine transgression) થયેલું. છીછરા સમુદ્રજળમાં પરવાળાં, બ્રેકિયોપૉડ, સીફેલોપૉડ આદિ સહિત ચૂનાખડકો, શેલ અને રેતીખડકોની નિક્ષેપ જમાવટ નિમ્ન કાર્બોનિફેરસ કાળમાં થઈ તે દરમિયાન ક્યારેક ક્યારેક કિનારાના પ્રદેશો નજીકની કળણભૂમિના વિસ્તારોમાં જંગલો વિકસેલાં, જે તે સમયના ક્રમશ: તૈયાર થતા જતા ખડકોમાં દટાઈ જવાથી કોલસામાં રૂપાંતરિત થયેલાં છે. તે પછીથી મધ્ય કાર્બોનિફેરસ કાળમાં સ્કૅન્ડિનેવિયા, બાલ્ટિક તરફથી સ્કૉટલૅન્ડમાં થઈને વહેતી નદી દ્વારા તેના ત્રિકોણપ્રદેશ તેમજ છીછરા સમુદ્રજળમાં ગ્રિટ અને રેતીખડકો જામ્યા, જે મિલસ્ટોન ગ્રિટ તરીકે ઓળખાય છે. તે પછીના કાળમાં તે નદીએ તૈયાર કરેલા વિશાળ સમતલ સપાટ મેદાની વિસ્તારમાં જંગલો વિકસ્યાં, જે તે વખતના સ્તરોમાં દટાતાં જવાથી રૂપાંતરિત થઈને આજે કોલસાના સમૃદ્ધ થરોરૂપે મળે છે. કાર્બોનિફેરસ કાળ પૂરો થતાં શુષ્ક આબોહવાની શરૂઆત થાય છે અને પરમિયન કાળમાં હર્સિનિયન ગિરિનિર્માણનાં પગરણ મંડાય છે. (જુઓ : હર્સિનિયન ગિરિનિર્માણ.)

કાર્બોનિફેરસના સમગ્ર કાળ દરમિયાન ખંડીય અને દરિયાઈ પ્રાણીઓનું અસ્તિત્વ જોવા મળે છે. ફોરામિનિફર, ટ્રાયલોબાઇટ્સ, વિશાળકાય કીટકો (દા.ત., 75 સેમી. લંબાઈની પાંખવાળી ડ્રૅગન ફ્લાય, જે ઘટ્ટ વાતાવરણનો નિર્દેશ કરી જાય છે; એટલે કે હજી પક્ષીઓનો વિકાસ થયેલો નથી), સ્પિરિફર અને પ્રોડક્ટ્સ જેવાં બ્રેકિયોપૉડ, પેન્ટ્રીમાઇટ્સ જેવાં બ્લાસ્ટોઇડ્ઝ તેમજ એકિનોઇડ્ઝ, બેલેરોફોન જેવાં ગેસ્ટ્રોપૉડ, યુરિડેસ્મા જેવાં લેમેલિબ્રેન્ક, ગોનિયાટાઇટ્સ અને વિશાળકાય સીફેલોપૉડ; માછલી અને ઢાલ સહિતની ખોપરીવાળાં લાક્ષણિક ચતુષ્પાદ ઉભયજીવી પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓનો ઉદભવ થઈ ચૂક્યો હતો, જે તેમનાં પાદચિહ્નોના પુરાવા પરથી નક્કી કરી શકાયું છે. આ કાળ દરમિયાન ફેનેસ્ટેલા જેવા પોલીઝુઆ પણ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.

હંસરાજ અને તેને મળતી આવતી વનસ્પતિ તેમજ બીજધારી વનસ્પતિનો વિકાસ થઈ ચૂક્યો છે. પ્ટેરિડોસ્પર્મ્સ પૈકી લેપિડોડેન્ડ્રોન, સિજિલેરિયા, સ્ટિગ્મારિયા; કેલેમાઇટ્સ-કોર્ડેઇટ્સ જેવાં કોનિફર્સનો વિકાસ થયેલો જોવા મળે છે. કોલસો બનવામાં વનસ્પતિએ મહત્ત્વનો ફાળો આપેલો છે. આ સમૃદ્ધિ જ એ વખતની ભેજવાળી આબોહવાનો નિર્દેશ કરી જાય છે.

ઉપર દર્શાવેલ સંજોગો દરમિયાન યુરોપના ઉત્તરખંડમાં એ વખતે પ્રવર્તતી અયનવૃત્તીય આબોહવા હેઠળ ખંડીય પ્રકારની નિક્ષેપરચના થઈ; વચ્ચે વચ્ચે મોટાં સરોવરો અને નાના છીછરા સમુદ્રોમાં ડોલોમાઇટયુક્ત ચૂનાખડકો રચાયા. નૈર્ઋત્ય ઇંગ્લૅન્ડ અને ફ્રાન્સના છીછરા સમુદ્રતળ ઉપર રેતીખડક શેલથી બનેલો ફ્લીશનિક્ષેપ પ્રકાર રચાયો; જ્યારે નૈર્ઋત્ય ઇંગ્લૅન્ડ, ફ્રાન્સ, મધ્ય યુરોપ અને ભૂમધ્ય સમુદ્રને આવરી લેતા દક્ષિણખંડના તેમજ વાયવ્ય આફ્રિકાના ભૂસંનતિમય થાળામાં સમૃદ્ધ ઍમોનાઇડ પ્રાણીઅવશેષો સહિતની મૃદ્-ખડકોની દરિયાઈ પ્રકારની નિક્ષેપરચના થઈ; આ થાળાની એક શાખા યુરલ-રશિયા તરફ પણ વિસ્તરેલી હતી.

દિનાન્ટિયન-મિસિસિપિયન કાલખંડ પછીના સમયમાં યુરોપનો મોટો વિસ્તાર ખંડીય બનતો ગયો, જ્યાં ખારા પાણીના કળણભૂમિ-વિસ્તારો અવશેષરૂપ રહી ગયા. ત્યાં શેલ સહિત કોલસાના થરો તૈયાર થતા ગયા. આ શ્રેણીનું નામુરિયન, વેસ્ટફેલિયન અને સ્ટેફેનિયન કાલખંડોમાં વિભાજન કરેલું છે. સમગ્ર ઉત્તર ગોળાર્ધમાંના યુરોપ, ઉત્તર અમેરિકા અને એશિયામાં મળતાં કોલસાનાં ક્ષેત્રો આ કાલખંડ દરમિયાન તૈયાર થયેલાં છે. કોલસા ઉપરાંત ચૂનાના પથ્થરો, ચિરોડી, મીઠું અને પોટાશના ક્ષારો, લોહનાં, સીસાનાં, જસતનાં, તાંબાનાં ઉપયોગી ધાતુખનિજો આ રચના સાથે સંકળાયેલી આર્થિક પેદાશો છે.

ભારત : ભારતમાં આ રચના હિમાલય વિસ્તાર પૂરતી મર્યાદિત છે. દ્વીપકલ્પ કે અન્ય ભારતીય વિસ્તારમાં નિમ્ન કે મધ્ય કાર્બોનિફેરસ ખડકોનો અભાવ છે. ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ સમયના ખડકો જે મળે છે તે ગોંડવાના રચનામાં ગણવામાં આવે છે. (જુઓ : ગોંડવાના રચનાનો નિમ્ન વિભાગ).

ભારતીય ઉપખંડમાં આ રચનાના ખડકોનો વિશિષ્ટ વિકાસ બાહ્ય દ્વીપકલ્પીય વિસ્તારના સ્પિટિ અને કાશ્મીરમાં જોવા મળે છે.

સ્પિટિ : અહીં વિવૃત થયેલા કાર્બોનિફેરસ વયના સ્તરો ડેવોનિયન રચનાના ‘મુથ ક્વાર્ટ્ઝાઇટ’ની ઉપર રહેલા છે. તે સખત, કરચોરૂપે તૂટવાના લક્ષણવાળા અને જીવાવશેષયુક્ત ચૂનાખડકો, મૃદ્ખડકો અને ક્વાર્ટ્ઝાઇટની સ્તરાનુબદ્ધ શ્રેણીથી બનેલા છે. ઘણી જાડાઈવાળી આ શ્રેણી ‘કાનાવાર રચના’ તરીકે પણ ઓળખાય છે. તેને બે વિભાગમાં વિભાજિત કરવામાં આવેલી છે :

1. નિમ્ન વિભાગ અથવા લિપાક શ્રેણી : સ્પિટિની લિપાક શાખાનદીમાં મળતી ચૂનાખડક – ક્વાર્ટ્ઝાઇટની વિવૃતિઓ લગભગ 600 મીટર જાડાઈની છે. તેમાં પ્રોડક્ટ્સ કોરા અને કોનિટ્સ જેવા લાક્ષણિક જીવાવશેષો મળી આવતા હોવાથી તેને નિમ્ન કાર્બોનિફેરસ વયની ગણવામાં આવેલી છે.

2. ઊર્ધ્વ વિભાગ અથવા પો શ્રેણી : મુખ્યત્વે મૃદ્-ખડકો અને ક્વાર્ટ્ઝાઇટથી બનેલી 600 મીટરની જાડાઈવાળી આ શ્રેણી અગ્નિકૃત ખડકોથી અંતર્ભેદિત થયેલી છે, જેથી તેની નજીકના મૃદ્-ખડકો શેકાઈ ગયા છે અને સંસર્ગવિકૃતિથી કેટલોક ભાગ શિસ્ટમાં પરિવર્તન પામેલો છે. ક્યાંક પાયરાઇટ જેવાં ખનિજો વિકાસ પામ્યાં છે. આ શ્રેણીમાં મળી આવતા જીવાવશેષોને આધારે તેને મધ્ય કાર્બોનિફેરસ વયની ગણાવી છે.

કાશ્મીર : ડેવોનિયનના મુથ ક્વાર્ટ્ઝાઇટને સંગત રહીને તેની ઉપર કાર્બોનિફેરસ વયના ખડકોની દરિયાઈ સ્તરજમાવટ ચાલુ રહેલી જોવા મળે છે. કાશ્મીરનાં અસંખ્ય સ્થાનોમાં, ખાસ કરીને લિડાર નદીની ખીણમાં તેની નોંધપાત્ર વિવૃતિઓ નજરે પડે છે. તેનું ખડક બંધારણ ઘણી જાડાઈના રાખોડી ચૂનાખડકો, મૃદ્-ખડકો અને જીવાવશેષરહિત ક્વાર્ટ્ઝાઇટથી બનેલું છે. આ સળંગ, સંગત સ્તરબદ્ધ ખડકસમૂહ નીચે મુજબ વિભાજિત કરેલો છે : નિમ્ન સ્તરો સિરિંગોથિરિસ ચૂનાખડકના, જ્યારે ઊર્ધ્વ સ્તરો ફેનેસ્ટેલા શેલના બનેલા છે. ચૂનાખડકની વિવૃતિઓ બનિહાલમાં લાક્ષણિક સ્વરૂપે વિકસેલી છે; ત્યાં તે તેનાથી ઘણા જૂના કેમ્બ્રિયન ખડકોની ઉપર અસંગતપણે રહેલી છે. તે રાખોડી રંગના, તોડતાં ત્વરિત છૂટા પડી જાય એવા સ્તરોથી બનેલી છે; એમાં ઘણા બ્રેકિયોપૉડ જીવાવશેષો મળી આવેલા છે. એ પૈકી સિરિંગોથિરિસ આગળ પડતું હોવાથી તે નામ આપેલું છે. આ ઉપરાંત પ્રોડકટ્સ, કોનિટ્સ, એથિરિસ અને ડર્બ્યા જેવી અન્ય જાતિઓ પણ તેમાં સમાવિષ્ટ છે. સિરિંગોથિરિસના પ્રાધાન્યને કારણે આ વિભાગને નિમ્ન કાર્બોનિફેરસ વયનો ગણાવેલો છે.

આ વિભાગની ઉપર મૃદ્-ખડકો અને તદ્દન જીવાવશેષરહિત ક્વાર્ટ્ઝાઇટ રહેલા છે. મૃદ્-ખડકોમાંથી પોલીઝુઆ સમુદાયના જીવાવશેષો મળી આવે છે, જે પૈકી ફેનેસ્ટેલાનું પ્રાધાન્ય હોઈ આ વિભાગને ફેનેસ્ટેલા શેલ નામ અપાયું છે. આ ઉપરાંત બ્રેકિયોપૉડ અને લેમેલિબ્રેન્ક પૂરતા પ્રમાણમાં છે. જીવાવશેષોને આધારે આ વિભાગને મધ્ય કાર્બોનિફેરસ વયનો ગણાવેલો છે.

ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ રચના : બાહ્ય દ્વીપકલ્પમાં મધ્ય કાર્બોનિફેરસ સમય બાદ સ્પિટિ સિવાયના વિસ્તારોમાં હર્સિનિયન ભૂસંચલનને કારણે દરિયાઈ પરિસ્થિતિ ન રહેતાં, સમુદ્રતળ ઉપર ઊંચકાઈ આવવાથી જમાવટ અટકી જાય છે; તેથી અસંગતિ જોવા મળે છે, જે મધ્ય કાર્બોનિફેરસ અસંગતિને નામે ઓળખાય છે; પરિણામે આ વિસ્તારોમાં ભૂમિ-દરિયાઈ વિતરણ પુનર્ગોઠવણી પામે છે. ત્યારપછીથી જેમ જેમ જુદા જુદા વિસ્તારો સમુદ્રજળ નીચે આવતા ગયા તેમ તેમ જે સ્તરરચનાનો સળંગ શ્રેણીમાં વિકાસ થતો ગયો તે સામૂહિક રીતે પર્મો-કાર્બોનિફેરસ રચના તરીકે ઓળખાય છે. આ વિકાસ મુખ્યત્વે સૉલ્ટ રેઇન્જ અને કાશ્મીરમાં જોવા મળે છે.

સૉલ્ટ રેઇન્જ : પર્મો-કાર્બોનિફેરસ વયનો રેતીખડક-ચૂનાખડકથી બનેલો સળંગ સ્તરાનુબદ્ધ સમૂહ મુખ્યત્વે પાકિસ્તાનની હદમાં આવતી સૉલ્ટ રેઇન્જ હારમાળામાં કૅમ્બ્રિયન વયના સૉલ્ટ સ્યુડોમૉર્ફ શેલ ઉપર અસંગતપણે પથરાયેલો દેખાય છે. આ સમૂહનો નિમ્ન વિભાગ સ્પેકલ્ડ રેતીખડક નામે જાણીતો છે. આ વિભાગમાં સૌથી નીચે ગુરુગોળાશ્મ સ્તર અને તેની ઉપર સ્પેકલ્ડ રેતીખડકની જમાવટ છે. નિમ્નતમ વિભાગ હિમજન્ય ઉત્પત્તિપ્રકાર દર્શાવતો હોઈ મધ્ય કાર્બોનિફેરસ અસંગતિનો પુરાવો પૂરો પાડે છે અને આ જ કારણે તેનું સ્તરવિદ્યાની ર્દષ્ટિએ ઘણું મહત્વ છે. સ્પેકલ્ડ રેતીખડક વિભાગ શેલ, રેતીખડક અને માટીના સમૂહનો બનેલો છે. એ પૈકીના શેલખડકોમાં, કોન્યુલેરિયા જીવાવશેષ મળી આવતા હોઈ તેને કોન્યુલેરિયા સ્તર નામ અપાયું છે, ઉપરના ભાગનો છાંટવાળો રેતીખડક સ્પેકલ્ડ રેતીખડકને નામે ઓળખાય છે.

કાશ્મીર : કાશ્મીરના વિસ્તારમાં મધ્ય કાર્બોનિફેરસ વયના ફેનેસ્ટેલા શેલની ઉપર મોટા પાયા પર લાવાનાં પ્રસ્ફુટનો થયેલાં છે, જેને પરિણામે ઊર્ધ્વ કાર્બોનિફેરસ વયની પંજાલ શ્રેણી તરીકે ઓળખાતી જાડી શ્રેણીની જમાવટ થયેલી છે; તેનો નિમ્ન વિભાગ એગ્લોમરેટ સ્લેટ તરીકે અને ઊર્ધ્વ વિભાગ પંજાલ ટ્રૅ્પ તરીકે ઓળખાય છે. સ્લેટ શ્રેણીમાં પ્રોડક્ટ્સ, કોનિટ્સ, સ્પિરિફેરા, યુરિડેસ્મા, પ્લુરોટોમારિયા અને ફેનેસ્ટેલા જેવી જાતિઓનો સમાવેશ થયેલો છે; જોકે એગ્લોમરેટ સ્લેટના ચોક્કસ ઉત્પત્તિપ્રકાર માટે વિવાદ ચાલે છે. કાશ્મીરના બનિહાલ, બીજબિહરા, નાગમઢી વગેરે સ્થાનોમાં પંજાલ ટ્રૅ્પ ઉપર સંગત રીતે કાર્બનદ્રવ્યયુક્ત તેમજ જીવાવશેષયુક્ત શેલ મળે છે; તેને ગેંગેમોપ્ટૅરિસ સ્તરો નામ અપાયેલું છે. એમાં ગેંગેમોપ્ટૅરિસ અને ગ્લોસોપ્ટૅરિસ વનસ્પતિ જીવાવશેષોનો સમૂહ જોવા મળે છે. આ ઉપરાંત ગેનોઇડ માછલી, આર્કિયોસોરસ (લૅબિરિન્થોડોન્ટ) અને ઍક્ટિનોડોનના ભાગ પણ મળે છે. આ પ્રકારના જીવાવશેષો પરથી તેનો નદીજન્ય ઉત્પત્તિ પ્રકાર (fluviatile origin) અને તે પરથી નિમ્નતમ પરમિયન  ‘આર્ટિન્સ્કિયન’ વય સ્પષ્ટપણે નક્કી કરી શકાય છે. આ સ્તરો સ્તરવિદ્યાની ર્દષ્ટિએ ઘણું જ મહત્વ ધરાવે છે, કારણ કે તેના પરથી તો ગોંડવાના રચનાની જમાવટની નિમ્નતમ હદ નક્કી કરી શકાય છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા