મિશ્ર સ્ફટિકો

મિશ્ર સ્ફટિકો (Mixed crystals) : બે કે તેથી વધુ સમરૂપ અથવા અંશત: સમરૂપ ઘટકોથી બનેલા સ્ફટિકો. દ્વિઅંગી મૅગ્માની સ્ફટિકીકરણ-પ્રક્રિયા એવી સમજ આપે છે કે તેમાં તૈયાર થતા ઘટકો બદલાતા જતા બંધારણવાળા હોતા નથી અને પ્રત્યેક ઘટક એકબીજાથી સ્વતંત્રપણે સ્ફટિકીકરણ પામે છે; પરંતુ હકીકતમાં, મોટાભાગના આગ્નેય ખનિજોમાં આ લક્ષણ જોવા મળતું નથી. તેઓ બે કે તેથી વધુ ઘટકોથી બનેલાં હોય છે. તેમની ઘન સ્થિતિ (solid state) દરમિયાન તે જુદા ગુણોત્તરમાં મિશ્રબંધારણીય સ્થિતિ સહિતની સમરૂપ શ્રેણીવાળા સ્ફટિકો બનાવે છે અને તેમાંથી સમાંગ સ્ફટિકો તૈયાર થાય છે. પ્લેજિયોક્લેઝ અને પાયરૉક્સિનના ખનિજ-સ્ફટિકો આ માટેનું લાક્ષણિક ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે. મૅગ્મામાંથી થતી તેમની નિર્માણપ્રક્રિયા એકધારા બંધારણવાળા ઘટકો તૈયાર થવાની પ્રક્રિયા કરતાં સંપૂર્ણપણે જુદી પડે છે.

આલ્બાઇટ અને ઍનૉર્થાઇટ સમરૂપ અણુબંધારણવાળા દ્વિઅંગી મૅગ્મામાંથી થતું પ્લેજિયોક્લેઝ ફેલ્સ્પારનું સ્ફટિકીકરણ મિશ્રસ્ફટિક રચના માટે આદર્શ ઉદાહરણ ગણાય. તેમાં થતી સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયાને ઉષ્ણતામાન-બંધારણની આલેખ-આકૃતિ દ્વારા રજૂ કરી શકાય.

મિશ્ર સ્ફટિકોમાં માત્ર એક જ ઠારબિંદુ-આલેખ (વક્રાલેખ) (Freezing point curve) હોય છે, જ્યારે અમિશ્રિત ઘટકોમાં બે આલેખ હોય છે, જે Liquidus વક્રાલેખ AECB દ્વારા દર્શાવાય છે. ગલનબિંદુ-આલેખ (melting point curve) solidus વક્રાલેખ AFDB દ્વારા દર્શાવાય છે, જે ઠારબિંદુ-રેખા સાથે એકરૂપ હોતો નથી.

મિશ્ર સ્ફટિકનું કોઈ એક નિયત તાપમાને ગલન થતું હોતું નથી, પરંતુ તેનું ગલનબિંદુ તાપમાનનો અમુક ગાળો આવરી લે છે, જેની નિમ્ન હદ solidusથી અને ઊર્ધ્વહદ liquidusથી નિશ્ચિત થતી હોય છે. 1400° સે. તાપમાને માત્ર તે જ પ્રવાહી ઘટકનું અસ્તિત્વ હોય છે, જેનું બંધારણ C(Ab₆₅An₃₅) હોય અને તે જ ઘન ઘટકનું અસ્તિત્વ હોય છે, જેનું બંધારણ D(Ab₂₅An₇₅) હોય. અર્થાત્ અમુક નિયત તાપમાને માત્ર D બંધારણવાળા સ્ફટિકો C બંધારણવાળા પ્રવાહી સાથે સંતુલન સ્થિતિ જાળવી શકતા હોય. આ સમજૂતી પરથી ફલિત થાય છે કે પ્લેજિયોક્લેઝ બંધારણધારક મૅગ્મામાં કોઈ એક તાપમાને બનતા સ્ફટિકો તેમની સંતુલન સ્થિતિવાળા પ્રવાહી કરતાં ઍનૉર્થાઇટ ઘટકથી વધુ સમૃદ્ધ હોય છે.

ધારો કે C બંધારણવાળું મૅગ્માજન્ય મિશ્રણ 1400° સે. તાપમાને ઠરે છે. આ જ તાપમાને D બંધારણવાળા સ્ફટિકો બનવાનો પ્રારંભ થતો હોય છે. જેમ જેમ તાપમાન ઘટતું જાય છે તેમ તેમ ઍનૉર્થાઇટ સમૃદ્ધ સ્ફટિકોના તૈયાર થઈ જવાથી અને અલગ પડી જવાથી, તે પ્રવાહી આલ્બાઇટ-સમૃદ્ધ બની રહે છે. જો ઠરવાની ક્રિયા ખૂબ જ ધીમી હોય, જેમાં સ્ફટિક-નિર્માણ અને પ્રવાહી વચ્ચે સંતુલનનું સાતત્ય જળવાઈ રહે, તો સ્ફટિકો તેમના બંધારણયોગ્ય તાપમાને પ્રવાહી સાથે પ્રક્રિયા કરીને સતત બનતા જાય છે; દા.ત. 1300° સે. તાપમાને જો કોઈ નવા સ્ફટિકો બને તો તેમનું બંધારણ G(Ab₄₅An₅₅)નું હોય છે અને શરૂઆતમાં બનેલા સ્ફટિકો આ બંધારણમાં ફેરવાઈ જાય છે. સ્ફટિકોનું બંધારણ જ્યારે Fનું થાય ત્યારે સ્ફટિકીકરણ E બિંદુ પર અટકી જાય છે એટલે કે મૂળભૂત પ્રવાહીના બંધારણને સમકક્ષ થઈ જાય છે. પ્રવાહીમાં અંતિમ તાપમાન-ઘટાડો થતાં બંધારણ E(Ab₉₅An₅)નું બની રહે છે.

આ પ્રક્રિયામાં સ્ફટિકોના બંધારણની સતતપણે થતી રહેતી સંપૂર્ણ પુનર્ગોઠવણીની સમજ માત્ર સૈદ્ધાંતિક રીતે જ શક્ય છે. હકીકતમાં તો આ પ્રકારની પુનર્ગોઠવણી ઓછેવત્તે અંશે અધૂરી ગણાય. D બંધારણવાળા સ્ફટિકો, જો ઠરવાની કક્ષાની ઝડપ મધ્યમ હોય તો, તાપમાનના ઘટાડાના દર સાથે બદલાઈ જતા નથી. આથી એક કેન્દ્રની આજુબાજુ ઘટતા જતા પ્રત્યેક યોગ્ય તાપમાને પ્રવાહીના સંતુલન સાથે મેળ રાખીને જુદા જુદા બંધારણવાળા વિભાગોની રચના થતી જાય છે. પ્લેજિયોક્લેઝમાં સર્વસામાન્ય રીતે જોવા મળતી સ્ફટિકોની એકાંતર-પટ્ટીરચના આ ઢબે તૈયાર થતી હોય છે. સ્ફટિકીકરણના આ પ્રકારના સંજોગો હેઠળ, પ્રવાહીમાં ઍનૉર્થાઇટના અણુઓ ઓછા પ્રમાણમાં પાછા ફરે છે. ધીમે ઠંડા પડવાની સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયાની તુલનામાં અહીં અંતિમ ચરણવાળું પ્રવાહી બંધારણ વધુ આલ્બાઇટ પ્રમાણવાળું હોય છે. પ્રવાહી અને સ્ફટિકો બંનેનું બંધારણ આ રીતે બહોળા પ્રમાણમાં એકાંતર-પટ્ટીરચના સ્વરૂપે વિસ્તરે છે. આવા સ્ફટિકોમાં મધ્ય ભાગ વધુ પડતા ઍનૉર્થાઇટનો અને બાહ્ય ભાગ વધુ પડતા આલ્બાઇટથી રચાયેલો હોય છે. સમગ્રપણે જોતાં સ્ફટિક-બંધારણ મૂળભૂત પ્રવાહીથી થયું હોય છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા