ખડકવિકૃતિ

ખડકવિકૃતિ : ભૂસંચલન, ભૂગર્ભનું તાપમાન તથા દબાણ અને મૅગ્માના અંતર્ભેદન જેવાં પરિબળોને કારણે ખડકમાં થતા સંરચનાત્મક અને ખનિજીય ફેરફારો. કેટલીક વખતે પૃથ્વીના પોપડાના અસ્તિત્વ ધરાવતા અગ્નિકૃત કે જળકૃત ખડકો ભૂસંચલનક્રિયાને કારણે ફક્ત દબાણની અસર હેઠળ કે દબાણ તેમજ ભૂગર્ભના તાપમાનની સંયુક્ત અસર હેઠળ આવે છે. આ ઉપરાંત, ક્યારેક પૃથ્વીના પોપડાના ખડકોમાં મૅગ્માના અંતર્ભેદનની ક્રિયા બને છે, જેને પરિણામે ખડકો પર મૅગ્માના તાપમાનની અસર થાય છે. આ પ્રમાણે જ્યારે જ્યારે ખડકો ઉપર જણાવેલાં પરિબળોની અસર નીચે આવે છે ત્યારે ત્યારે અસ્તિત્વ ધરાવતા ખડકોની પુનર્નિર્માણક્રિયા બને છે, જે ખડકવિકૃતિ તરીકે ઓળખાય છે. ખડકવિકૃતિના ફેરફારો દરમિયાન ખડકોની પુન:સ્ફટિકીકરણની ક્રિયા, ખનિજ-ઘટકોની સમાંતર ગોઠવણી અથવા આ બંને પ્રકારના સંયુક્ત ફેરફારો થાય છે. પરિણામે ખડકોમાં પુન:સ્ફટિકીકરણ-કણરચનાઓ, નાઇસ કે શિસ્ટ (પત્રબંધ) સંરચનાઓ ઉદભવે છે. ઉપરાંત વિકૃતિ-ફેરફાર દરમિયાન ખડકોના બંધારણમાં રહેલા ખનિજઘટકો વચ્ચે થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાને કારણે નવાં ખનિજો પણ અસ્તિત્વમાં આવે છે; પરંતુ ખડકોના રાસાયણિક બંધારણમાં ખાસ ફેરફાર થતો નથી. તાપમાન, દબાણ તેમજ રાસાયણિક પરિસ્થિતિના સંજોગોમાં થતા ફેરફારોને કારણે અસ્તિત્વ ધરાવતા ખડકોમાં ખનિજીય કે સંરચનાત્મક ફેરફારો ઉદભવે છે, તે ખડકવિકૃતિ (metamorphism) તરીકે ઓળખાય છે. આ ક્રિયાથી ઉદભવતા ખડકો વિકૃત ખડકો કહેવાય છે. પૃથ્વીની સપાટી પરના ખડકોમાં ખવાણ જેવી ક્રિયાને કારણે થતા ફેરફારોનો ખડકવિકૃતિમાં સમાવેશ થતો નથી.

ઉપર જણાવ્યા પ્રમાણે ખડકવિકૃતિનાં ત્રણ પરિબળો : (1) તાપમાન, (2) દબાણ અને (3) રાસાયણિક ર્દષ્ટિએ કાર્યશીલ પ્રવાહીઓનો સમાવેશ કરવામાં આવેલો છે.

(1) તાપમાન : ખડકવિકૃતિ માટે જરૂરી તાપમાન પૃથ્વીની સપાટી પરથી ઊંડાણમાં પ્રવર્તતા ઊંચા તાપમાનને કારણે ઘર્ષણમાંથી, મૅગ્મામાંથી તેમજ ભૂમધ્યાવરણમાં કાર્યરત ઉષ્ણતાનયનના પ્રવાહોમાંથી મળી રહે છે.

(2) ખડકવિકૃતિ દરમિયાન કાર્ય કરતું દબાણ ભૂસંચલનક્રિયાને કારણે કે ગુરુત્વાકર્ષણથી ઉદભવે છે. વિકૃતિ-ફેરફારો દરમિયાન (1) અસમદાબ અને (2) સમદાબ, એ પ્રમાણે બે પ્રકારનાં દબાણ પ્રવર્તમાન હોય છે.

(3) રાસાયણિક ર્દષ્ટિએ કાર્યશીલ પ્રવાહીઓ : મૅગ્મામાંથી ઉદભવતાં પ્રવાહી અને વાયુમય દ્રવ્યો તેમજ રાસાયણિક ર્દષ્ટિએ અસરકારક દ્રવ્યોથી મિશ્રિત ભૂગર્ભજળનો આ પરિબળમાં સમાવેશ થાય છે. આ દ્રવ્યો પૈકી પાણી મુખ્ય છે; પરંતુ મૅગ્મામાંથી પ્રાપ્ય કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ અને બોરિક ઍસિડ તેમજ હાઇડ્રોફલોરિક ઍસિડના અસ્તિત્વને કારણે પાણીની અસરકારકતામાં વધારો થાય છે.

ખડકવિકૃતિના પ્રકારો : વિવિધ પ્રકારની ખડકવિકૃતિઓ ફક્ત તાપમાનની, ફક્ત દાબની, દાબ-તાપમાનની સંયુક્ત કે સમદાબ-તાપમાનની સંયુક્ત અસરને કારણે ઉદભવે છે, જે નીચે દર્શાવેલી છે :

	વિકૃતિ–પરિબળ	વિકૃતિ–પ્રકાર
1.	તાપમાન	ઉષ્ણતા-વિકૃતિ
2.	દાબ-તાપમાન	દાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ
3.	સમદાબ-તાપમાન	સમદાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ
4.	દાબ	દાબ-વિકૃતિ

વિકૃતિની અસરો વિકૃતિના પ્રકાર તેમજ મૂળ ખડકના બંધારણ પર આધાર રાખે છે. વિકૃતિ દરમિયાન કેટલાંક ખનિજો મુખ્યત્વે તાપમાનની અસરને કારણે ઉદભવે છે જ્યારે દાબની અસર નહિવત્ હોય છે. આ પ્રમાણે જે ખનિજોની ઉત્પત્તિ મુખ્યત્વે તાપમાનને કારણે થાય છે તે ખનિજો ‘વિદાબ ખનિજો’ તરીકે ઓળખાય છે. ઉષ્ણતા-વિકૃતિ દરમિયાન ઉદભવતાં વૉલેસ્ટોનાઇટ, ઍન્ડેલ્યૂસાઇટ, કૉર્ડિયેરાઇટ અને સિલિમેનાઇટ ખનિજો તેનાં ઉદાહરણ છે; પરંતુ દાબ-ઉષ્ણતાવિકૃતિ દરમિયાન ઉદભવતાં ખનિજો દાબની અસર હેઠળ ઉત્પન્ન થાય છે અને તે ખનિજો ‘દાબખનિજો’ તરીકે ઓળખાય છે. સ્ટૉરોલાઇટ અને કાયનાઇટ ખનિજો તેનાં ઉદાહરણ છે.

મુખ્ય ખડકવિકૃતિઓ : (1) ઉષ્ણતા–વિકૃતિ : (ક) ખડકવિકૃતિનો આ એક પ્રકાર છે. એમાં તાપમાન એક મુખ્ય પરિબળ તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યારે દાબની અસર ગૌણ હોય છે. તેની અસરો આગ્નેય અંતર્ભેદકોની નજીકના વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે. (ખ) આગ્નેય અંતર્ભેદકોની નજીકના વિસ્તારો કે જ્યાં પ્રાદેશિક ખડકો પર આ વિકૃતિની અસરો જોવા મળે તે વિસ્તાર ‘વિકૃતિવલય’ તરીકે ઓળખાય છે. (ગ) ઉષ્ણતા-વિકૃતિમાં પણ સંસર્ગ-વિકૃતિ, પાયરોમેટામૉર્ફિઝમ, ઑપ્ટેલિક કે કૉસ્ટિક મેટામૉર્ફિઝમ તેમજ વાયુમય વિકૃતિ જેવા પ્રકારો છે.

મૃણ્મય ખડકોમાંથી ઉષ્ણતા-વિકૃતિને કારણે કૉન્ટૅક્ટ-શિસ્ટ અને હૉનફેલ્સ જેવા ખડકો ઉદભવે છે; પરંતુ સાદા ચૂનાખડકો અને મૅગ્નેશિયમયુક્ત (ડોલોમાઇટ) ચૂનાખડકો પર ઉષ્ણતાવિકૃતિની અસર થાય છે ત્યારે આરસપહાણ ખડક બને છે. મૂળ ચૂનાખડકમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ મુજબ આરસપહાણ ખડકમાં વૉલેસ્ટોનાઇટ, ડાયોપ્સાઇડ, ટ્રેમોલાઇટ, ઇડોક્રેઝ, ગ્રોસ્યુલેરાઇટ – ગાર્નેટ, સર્પેન્ટાઇન અને સ્પાઇનેલ જેવાં ખનિજો ઉદભવેલાં જોવા મળે છે. આરસપહાણમાં જોવા મળતા વિવિધ રંગો પણ આ પ્રમાણેની અશુદ્ધિઓને કારણે હોય છે. રેતીખડક જ્યારે ઉષ્ણતાવિકૃતિની અસર નીચે આવે છે ત્યારે તેમાંથી ક્વાર્ટ્ઝાઇટ ખડક ઉત્પન્ન થાય છે.

(2) દાબ–ઉષ્ણતા–વિકૃતિ : અસ્તિત્વ ધરાવતા ખડકો ઉપર દાબ અને તાપમાનની સંયુક્ત અસર થવાથી ખડકોમાં ઉત્પન્ન થતા વિકૃતિ-ફેરફારો દાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ કે પ્રાદેશિક વિકૃતિ તરીકે ઓળખાય છે. દાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ દરમિયાન 300^oથી 400^o સે.થી માંડીને 700^oથી 800^oસે. સુધીનો તાપમાનનો ગાળો હોય છે. આ પ્રકારના વિકૃતિ-ફેરફારો દરમિયાન અસર કરતું તાપમાન ભૂગર્ભના કિરણોત્સર્ગતા તેમજ ભૂમધ્યાવરણમાંથી વહન થતી ગરમીને આધારે હોઈ શકે. ઉપરાંત દાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ દરમિયાન દબાણ 2,000થી 3,000 બારથી માંડીને 8,000 બાર સુધીનું હોવાનું અંદાજવામાં આવ્યું છે. ગિરિનિર્માણ જેવી ભૂસંચલનક્રિયાની અસર નીચે આવતા ખડકોમાં આ પ્રકારના વિકૃતિ-ફેરફારો થાય છે. દાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ દરમિયાન દાબની અસરને કારણે અસ્તિત્વ ધરાવતા ખડકોના બંધારણમાં રહેલા ખનિજ-ઘટકોની સમાંતર રચના ઉદભવે છે, જ્યારે કેટલાક ખનિજ-ઘટકોની સમાંતર રચનાની સાથે સાથે પુન: સ્ફટિકીકરણની ક્રિયા પણ બને છે. પરિણામે ઉદભવતા વિકૃત ખડકોમાં પત્રબંધ સંરચના (schistose structure) અને નાઇસ સંરચના (gneissose structure) જોવા મળે છે.

મૃણ્મય ખડકો પર થતી આ વિકૃતિની અસરને કારણે જુદી જુદી કક્ષાએ સ્લેટ, ફિલાઇટ, વિવિધ પ્રકારના શિસ્ટ અને નાઇસ જેવા વિકૃત ખડકો બને છે. અશુદ્ધિયુક્ત રેતીખડકોમાંથી આ વિકૃતિ દરમિયાન શિસ્ટ લક્ષણવાળો ગ્રિટ ખડક, આલ્બાઇટ શિસ્ટ વગેરે ખડકો ઉદભવે છે. ગ્રૅનાઇટ જેવા ઍસિડ-અગ્નિકૃત ખડકોમાં આ પ્રકારના ફેરફારો મોટા કણયુક્ત ફેલ્સ્પારવાળા રેતીખડકોની જેમ થાય છે, જ્યારે ર્હાયોલાઇટ અને ફેલ્સાઇટમાંથી સેરિસાઇટ શિસ્ટ ખડક બને છે. ચૂનાખડકો ઉપર થતી આ વિકૃતિ-ફેરફારોની અસરોથી આરસપહાણ બને છે, પરંતુ અશુદ્ધિઓના બંધારણ પ્રમાણે તેમાં કૅલ્શિયમયુક્ત નવાં ખનિજોનું નિર્માણ થાય છે. અલ્ટ્રાબેઝિક તેમજ ગેબ્રો, બેસાલ્ટ, ડોલેરાઇટ જેવા બેઝિક તેમજ ડાયોરાઇટ જેવા અગ્નિકૃત ખડકોની દાબ-ઉષ્ણતા વિકૃતિ-પેદાશોમાં ક્લોરાઇટ-શિસ્ટ, હૉર્નબ્લેન્ડ-શિસ્ટ, ટાલ્ક-શિસ્ટ, ઍક્ટિનોલાઇટ-શિસ્ટ, ટ્રેમોલાઇટ-શિસ્ટ, હૉર્નબ્લેન્ડ નાઇસ અને ઍમ્ફિબોલાઇટ જેવા વિકૃત ખડકોનો સમાવેશ થાય છે.

(3) સમદાબ–ઉષ્ણતા–વિકૃતિ : કેટલીક વખતે પૃથ્વીના બંધારણમાં રહેલા ખડકો સમદાબ અને તાપમાનની અસર નીચે આવે છે અને વિકૃતિ-ફેરફારો થાય છે જેનો સમદાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિમાં સમાવેશ કરેલો છે. આ પ્રકારના વિકૃતિ-ફેરફારો ખડકોમાં ખૂબ ઊંડાઈએ થાય છે જ્યાં પૃથ્વીની સપાટી પરથી ઊંડાણમાં જતાં વધતી જતી ગરમી તેમજ મૅગ્માજન્ય ગરમીને કારણે ઊંચું તાપમાન પ્રવર્તે છે. વધુ તાપમાનના વધારાની સાથે દાબની અસર ક્રમશ: નહિવત્ થતી જાય છે અને જળદાબ કે સમદાબ અસરકારક બને છે. આ સંજોગોમાં પુનર્નિર્માણ પામતા ખડકોના પુન:સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન ઘનિષ્ઠ (dense) રચના તેમજ વધુ ઘનતાવાળાં વિદાબ ખનિજો ઉદભવે છે : ગ્રૅન્યુલાઇટ, ઇક્લોગાઇટ અને ગ્રૅન્યુલાઇટ લક્ષણવાળા નાઇસ ખડકો આ વિકૃતિ-પ્રકારની વિશિષ્ટ પેદાશો છે. વધુમાં આ પ્રકારના ખડક વિકૃતિ-ફેરફારો દરમિયાન જે પુન:સ્ફટિકીકરણની ક્રિયા બને છે તેમાં ખનિજોની દિશાવિહીન ગોઠવણી હોય છે. સમદાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિ દરમિયાન અસ્તિત્વ ધરાવતા જુદા જુદા પ્રકારના ખડકોમાંથી ઉદભવતા વિકૃત ખડકો નીચેની સારણીમાં દર્શાવ્યા છે :

સારણી

	મૂળ ખડક	પરિણામી વિકૃત ખડક
1.	મૃણ્મયથી માંડીને રેતાળ બંધારણ	કૉર્ડિયેરાઇટ – સિલિમેનાઇટ નાઇસ
2.	બેઝિક અગ્નિકૃત ખડક	પાયરૉક્સીન-નાઇસ ઇકલોગાઇટ અને ગાર્નેટ ઍમ્ફિબોલાઇટ
3.	ક્વાર્ટ્ઝ-ફેલ્સ્પાર-યુક્ત ખડકો	ગ્રૅન્યુલાઇટ
4.	ચૂનેદાર ખડકો અને રેતીખડકો	સ્ફટિકમય ચૂનાખડક અને ક્વાર્ટ્ઝઇટ

પાયરૉક્સીનવાળા કેટલાક અગ્નિકૃત ખડકોનો આ સાથે ઉલ્લેખ કરવો જરૂરી છે. તેમનાં વિશિષ્ટ લક્ષણો સમદાબ-ઉષ્ણતા-વિકૃતિના સંજોગોમાં ઉદભવેલાં હોય છે. દક્ષિણ ભારતમાં મળી આવતા ચાર્નોકાઇટ શ્રેણીના ખડકો તેનું ઉદાહરણ છે. ચાર્નોકાઇટ ખડકોને અંત:કૃત પ્રકારના અગ્નિકૃત ખડકો માનવામાં આવે છે; પરંતુ તેમનાં કેટલાંક લક્ષણો જેવાં કે બિનપાસાદાર કણરચના, પરિવર્તનરહિત ખનિજઘટકો, કોઈ વખત જોવા મળતી નાઇસ સંરચના તેમજ ગાર્નેટ ખનિજનું અસ્તિત્વ વિકૃતિના સંજોગોમાં થતા પુન:સ્ફટિકીકરણના પુરાવા છે.

(4) દાબ–વિકૃતિ : ખડક-વિકૃતિનો આ એક એવો પ્રકાર છે કે જેમાં ભૂસંચલન સાથે સંકળાયેલો દાબ બળ તરીકે કાર્ય કરે છે. પરિણામે આ પ્રકારની વિકૃતિની અસરો ઘસારા સપાટીઓ કે વિરૂપક સપાટી પર જોવા મળે છે. ત્યાં બીજી કોઈ વિકૃત અસર જોવા મળતી નથી. ઉષ્ણતા-વિકૃતિનાં સંસર્ગ-વલયો અને પ્રાદેશિક વિકૃતિ પામેલા વિસ્તારોના વિક્ષેપ-વિસ્તારોમાં પણ દાબ-વિકૃતિની અસર જોવા મળે છે. દાબ-વિકૃતિ-ફેરફારો દરમિયાન તાપમાનનો વધારો નહિવત્ હોય છે. તેથી આ વિકૃતિ દરમિયાન ખડકજથ્થાઓની ભૌતિક વિભંજનક્રિયા (cataclasis) બને છે. આવા કિસ્સામાં વિભંજનની સરળ ક્રિયાને કારણે બ્રેક્સિયા (Breaccia) ખડક ઉદભવે છે. ખડકોની આ પ્રકારની વિભંજનક્રિયા દરમિયાન પ્રતિકારાત્મક ખનિજો અપરિવર્તિત રહે છે અને તેવાં ખનિજો ‘પૉર્ફિરોક્લાસ્ટ્સ’ તરીકે ઓળખાય છે.

આ પ્રકારના પોર્ફિરોક્લાસ્ટ્સ ચૂર્ણમય દ્રવ્યમાં જડાયેલા હોય છે ત્યારે પોર્ફિરોક્લાસ્ટિક સંરચના જોવા મળે છે. અલ્ટ્રામાઇલોનાઇટ્સ, સ્યુડોટ્રેકિલાઇટ્સ અને ફ્લિન્ટયુક્ત ચૂર્ણમય સઘન ખડકો પણ આ વિકૃતિની પેદાશો છે. દાબ-વિકૃતિ દરમિયાન સ્ફટિકીકરણ નહિવત્ હોય છે. દાબ-વિકૃતિને કારણે ઉદભવેલા ખડકોમાં ક્લોરાઇટ અને સેરિસાઇટના તાંતણા જોવા મળે છે. ગ્રૅનાઇટ અથવા નાઇસ ખડકો જ્યારે દાબ-વિકૃતિની અસર નીચે આવે છે ત્યારે તે ખડકો ફ્લૅસર નાઇસમાં પરિણમે છે, જેમાં સહેલાઈથી વિરૂપ થતાં ક્વાર્ટ્ઝ અને અબરખ જેવાં ખનિજો નાના કદવાળાં બની જાય છે અને તે ફેલ્સ્પાર અને બીજાં પ્રતિકારાત્મક ખનિજોની આજુબાજુ ગોઠવાઈ જાય છે; દાબ-વિકૃતિને કારણે, ‘કૅટાક્લાસ્ટિક ઑગેન-નાઇસ’ અને ‘માઇલોનાઇટ નાઇસ’ ખડકો પણ બને છે. દાબ-વિકૃતિની અસર નીચે આવેલા ખડકોના બંધારણમાં રહેલા ખનિજ ઘટકોમાં પ્રકાશીય અસ્વાભાવિકતાઓ જોવા મળે છે. ફેલ્સ્પાર્સ, બાયોટાઇટ, ગાર્નેટ, ઍમ્ફિબોલ વગેરેમાંથી દાબ-વિકૃતિ દરમિયાન નીચા તાપમાને ઉદભવતાં ખનિજોમાં ક્લોરાઇટ, સેરિસાઇટ અને મસ્કોવાઇટનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રકારનાં ખનિજોવાળા ખડકો ગ્રીનશિસ્ટ પ્રકારની વિકૃતિનો નિર્દેશ કરે છે.

વ્રિજવિહારી દીનાનાથ દવે