મૅગ્માજન્ય સ્વભેદન

મૅગ્માજન્ય સ્વભેદન (magmatic differentiation) : મૅગ્મામાંથી ક્રમશ: તૈયાર થતા અગ્નિકૃત ખડકોના વિવિધ પ્રકારો. પોપડાની અમુક ઊંડાઈએ પ્રવર્તતી ગરમીની અસર હેઠળ અગાઉથી ત્યાં અસ્તિત્વ ધરાવતા ઘનખડકોના પીગળી જવાથી મૅગ્મા બને છે – એવું એક મંતવ્ય હાલ પ્રવર્તે છે. ભૂસ્તરીય ઇતિહાસકાળ દરમિયાન પ્રત્યેક 3થી 5.5 કરોડ વર્ષના કાળગાળાને આંતરે આંતરે તૈયાર થતા રહેતા મૅગ્માના મૂળભૂત બંધારણ વિશે મતમતાંતર પ્રવર્તે છે. કેટલાક માને છે કે મૅગ્માના બે પ્રકાર હોય છે – બેસાલ્ટિક અથવા બેઝિક બંધારણવાળો અને ગ્રૅનાઇટિક અથવા ઍસિડ બંધારણવાળો; બીજો મત મૅગ્મા માત્ર બેસાલ્ટિક બંધારણવાળો હોવાની બાબતને સમર્થન આપે છે.

મૅગ્મા એ પોપડામાં લગભગ મધ્યમ ઊંડાઈએ તૈયાર થતું પીગળેલી સ્થિતિવાળું પ્રવાહી દ્રવ્ય છે. તૈયાર થયા પછી ઉપર રહેલાં ખડક-આવરણોના અત્યંત દબાણ હેઠળ જ્યાં સુધી મૅગ્મા તે સ્થિતિમાં રહે ત્યાં સુધી તો તેમાં કોઈ ખાસ ફેરફારો થતા નથી. જોકે અમુક તત્વોના આયનો અરસપરસ ફરતા રહે છે, તેમનું એકબીજા સાથે જરૂરી સંયોગીકરણ પણ થતું રહે છે અને ક્રમે ક્રમે ખડકનિર્માણ-ખનિજો રચાતાં જાય છે. આ ઘટનાક્રમ ઘણો લાંબો કાળગાળો લે છે. દરમિયાન જો ગિરિજન્ય ગેડીકરણ (ભૂસંચલન) ઘટના થાય તો મૅગ્મા પરનું બાહ્ય દબાણ ઘટી જાય છે, પરિણામે મૅગ્મા સપાટી તરફ ધસી આવવા પ્રયાસ કરે છે. ફાટો કે જ્વાળામુખી વિસ્તારો જેવા નબળા વિભાગો મળી રહેતાં તે લાવાપ્રવાહોના પટ રૂપે બહાર પ્રસરી સંજોગો મુજબ કાચમય કે સૂક્ષ્મદાણાદાર ખડકો રૂપે ઘનીભવન પામે છે. આ પ્રકારના ખડકો આર્થિક ખનિજીય ર્દષ્ટિએ ઓછા મહત્વના ગણાય છે. બાહ્યસપાટી સુધી તે ન પહોંચી શકે તો અંદર પ્રસરે છે, ઓછીવત્તી ઊંડાઈએ રહે છે. 1થી 5 કે તેથી વધુ કિમી.ની ઊંડાઈના ભાગોમાં તે અત્યંત ધીમે ધીમે ઠરતો જાય છે, સમય જતાં જટિલ પ્રક્રિયા-શ્રેણીઓમાંથી પસાર થતો જઈને વિવિધ બંધારણવાળા સ્ફટિકમય અગ્નિકૃત ખડકો બનાવે છે. આ પ્રકારના મૅગ્માજન્ય ખડકો ભૂસંનતિમય કે ઉચ્ચસપાટપ્રદેશીય વિસ્તારોના નબળા વિભાગોમાં બહોળા પ્રમાણમાં તૈયાર થયેલા જોવા મળે છે. આ પ્રકારના ખડકો સાથે આર્થિક ર્દષ્ટિએ મહત્વ ધરાવતાં ખનિજો પણ તૈયાર થતાં હોય છે.

બંધારણની ર્દષ્ટિએ જોતાં, મૅગ્મામાં મુખ્ય રાસાયણિક ઘટકો SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ અને FeO, CaO, MgO, Na₂O અને K₂O હોય છે. આ પૈકીનું વિપુલ પ્રમાણવાળું ઘટક SiO₂ છે. આમ તેમાં 90થી 95 % અબાષ્પીય ઘટકો (involatiles) ઑક્સાઇડ અને સિલિકેટ સ્વરૂપે રહેલાં હોય છે, જેમની ગલનસ્થિતિ 1000° સે. તાપમાનથી ઉપર તરફની હોય છે. 5થી 10 % બાષ્પીય ઘટકો પૈકી H₂O, H₂S, HF, HCl, CO₂, CO, SO₂, HBO₃ અમુક તત્વોના ક્લોરાઇડ અને ફ્લોરાઇડ મુખ્ય છે. તેમનાં તાપમાન સામાન્યત: નીચાં રહે છે. તે બધાં ભારે દબાણ હેઠળ મૅગ્મામાં પીગળેલી પ્રવાહી સ્થિતિમાં પકડાયેલાં રહે છે. બાષ્પઘટકોની હાજરીથી મૅગ્મા સ્નિગ્ધ બની જતો અટકે છે, તરલ રહે છે. વળી તે બધાં પ્રારંભિક સ્ફટિકીકરણ ક્રિયામાં ખનિજોના નિર્માણમાં ખાસ ભાગ લેતાં નથી, પરંતુ દ્રવમાં સંકેન્દ્રિત થતાં જાય છે અને છેલ્લા તબક્કાનું ઉષ્ણજલીય દ્રાવણ (hot aqueous solution) બનાવે છે, જેને મૅગ્મા નામ આપવું યોગ્ય નથી.

મૅગ્માની ઉપર મુજબની સ્થિતિ અને સંજોગો હેઠળ સ્ફટિકીકરણની ક્રિયા અત્યંત ધીમે ધીમે થતી રહે છે, ખનિજો બનતાં જવાથી ક્રમે ક્રમે મૂળ મૅગ્માનું બંધારણ બદલાતું જાય છે, અવશિષ્ટ દ્રવ બાષ્પદ્રવ્યોથી વધુ ને વધુ સમૃદ્ધ થતું જાય છે; પરંતુ આ ઘટનાક્રમ દરમિયાન સંજોગવશાત્ દબાણની સ્થિતિમાં ફેરફાર આવી પડે તો પ્રવાહી સ્થિતિમાં રહેલા બાષ્પ-ઘટકો વાયુ-સ્થિતિમાં ફેરવાઈને નીકળી જવા પ્રયાસ કરે છે; પસાર થતી વખતે માર્ગમાં આવતા પ્રાદેશિક ખડકોમાં પ્રવેશી, તેમના પર પ્રક્રિયાઓ કરી આર્થિક ખનિજોનું નિર્માણ કરે છે.

જે તે સંજોગની ઉપલબ્ધિ મુજબ મૅગ્માની ઠંડા પડવાની તબક્કાવાર ઘટનામાં મુખ્યત્વે નીચે મુજબની ત્રણ કક્ષાઓ જુદી પાડી શકાય :

1. સ્ફટિકીકરણ (crystallisation) : ક્રમબદ્ધ સ્ફટિકીકરણ થતું રહેવાથી ખડકનિર્માણ-ખનિજો બનતાં જતાં હોય છે. પ્રારંભિક કક્ષાએ ઓછા સિલિકાવાળાં અને ઑક્સાઇડ-સલ્ફાઇડ જેવાં બિનસિલિકેટ ધાત્વિક (લોહ, તાંબું, નિકલ, ક્રોમિયમ, પ્લૅટિનમ, ટાઇટેનિયમ, હીરો) ખનિજો તેમજ ઑલિવિન, પાયરૉક્સિન અને બેઝિક પ્લેજિયોક્લેઝ જેવાં પ્રાથમિક ખનિજો ઊંચા તાપમાનની સ્થિતિ હેઠળ (મૅગ્મામાંના હાજર ઘટક પ્રમાણ મુજબ) બને છે, તેમાંથી ડ્યુનાઇટ, પાયરૉક્સિનાઇટ, પેરિડોટાઇટ, પિક્રાઇટ, ઍનૉર્થૉસાઇટ જેવા અલ્ટ્રાબેઝિક–બેઝિક પ્રકારના ખડકો અસ્તિત્વમાં આવે છે. તેમની સાથે ઘણા મહત્વના આર્થિક ધાતુખનિજ-નિક્ષેપો પણ સંકળાયેલા હોય છે. તે પછીના તબક્કામાં થોડાં વધુ સિલિકાયુક્ત મધ્યમ કક્ષાનાં ખનિજો બને છે અને છેલ્લે છેલ્લે સિલિકા-સમૃદ્ધ ખનિજો–ફેલ્સ્પાર, ક્વાર્ટ્ઝ તૈયાર થાય છે. તેમાંથી સાયનાઇટ, ગ્રૅનાઇટ, ગ્રૅનોડાયોરાઇટ ખડકોનું નિર્માણ થતું હોય છે.

2. સંકેન્દ્રણ (segregation) : સ્ફટિકીકરણ પામતા જતા, બાષ્પસંતૃપ્ત મૅગ્મા-દ્રવમાંથી જો બાષ્પઘટકો ન નીકળી જાય તો, આવું સંકેન્દ્રિત દ્રવ, સંજોગોની ફેરબદલી હેઠળ પૅગ્મેટાઇટની શિરાઓ, ડાઇક, પટ્ટા જેવા વિભાગોની રચના કરે છે તેમાં ક્વાર્ટ્ઝ-ઑર્થૉક્લેઝ કે માઇક્રોક્લિન અને ક્યારેક અબરખ સંકળાયેલાં મળી આવે છે. આ ઉપરાંત તે બેરિલ, સ્પોડ્યુમિન, યુરેનિનાઇટ, વુલ્ફ્રેમાઇટ અને કોલંબાઇટ જેવાં ઘણાં આર્થિક ખનિજો માટે કારણભૂત બની રહે છે.

3. ઘનીભવન (condensation) : વાયુઓ અને બાષ્પઘટકો છૂટા પડી નીકળતા જાય તો તેમાંથી ઉષ્ણજળજન્ય (hydrothermal) અને ઉષ્ણબાષ્પજન્ય (pneumatolytic) દ્રાવણો બની રહે છે, તે જુદા જુદા અન્ય ખડકોની સંપર્ક-સપાટીઓ પર અથવા તેમની ફાટોમાં પ્રવેશી ઊંચા, મધ્યમ તેમજ ઓછા તાપમાને વિસ્થાપનની ક્રિયા કરે છે અને અનેક પ્રકારનાં આર્થિક ખનિજો(ક્લાઈ, ટંગસ્ટન, મોલિબ્ડેનમ, સોનું, તાંબું, જસત, ઍન્ટિમની, પારો તેમજ પાયરાઇટ, મર્કેસાઇટ, ક્વાર્ટ્ઝ, કૅલ્સાઇટ, ફ્લોરાઇટ, બેરાઇટ, ઓપલ)ના નિર્માણ માટે જવાબદાર લેખાય છે. જો તાપમાન ઓછું હોય તો બખોલ પૂરણી નિક્ષેપો પણ બને છે.

ટૂંકમાં, મૅગ્મા-દ્રવના ઠંડા પડવાની તબક્કાવાર અને પ્રાપ્ત સંજોગો હેઠળની કક્ષાઓ દરમિયાન જુદા જુદા પ્રકારના અગ્નિકૃત ખડકો, ધાતુખનિજો અને ખનિજનિક્ષેપો અસ્તિત્વમાં આવે છે.

પોપડામાં જોવા મળતા બંધારણની અનેકવિધતા ધરાવતા જુદા જુદા અગ્નિકૃત ખડકોની ઉત્પત્તિસ્થિતિ દરમિયાનના સંજોગો સમજાવવાનું કદાચ મુશ્કેલ બની રહે છે અને દરેક અગ્નિકૃત ખડક-પ્રકાર માટે જુદો મૅગ્મા હોવાનું વિચારવું તર્કસંગત નથી. મૅગ્માની ઉપર્યુક્ત માહિતી પરથી તેમજ ક્ષેત્રઅભ્યાસનાં અવલોકનો અને પ્રાપ્ત પુરાવાઓ પરથી અગ્નિકૃત ખડકોની સ્થાનિક અને પ્રદેશભેદે જોવા મળતી બંધારણીય ભિન્નતા માટે જવાબદાર બે કારણો મહત્વનાં બની રહે છે : (1) મૅગ્માજન્ય સ્વભેદન અને (2) આત્મસાતીભવન (assimilation). તબક્કાવાર ઠરવાની ક્રિયા દરમિયાન સમાંગ મૅગ્મા સ્વયં ભેદ પામતો જઈને એક પછી એક જુદા જુદા પ્રકારના શ્રેણીબદ્ધ ખડકોનું નિર્માણ કરે તે ઘટના(ક્રિયા)ને મૅગ્માજન્ય સ્વભેદન તરીકે ઓળખાવી શકાય. મૅગ્માજન્ય સ્વભેદનની ક્રિયા મૅગ્માદ્રવમાં થતી જતી ખનિજોના સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયા શરૂ થતાં અગાઉ, તે દરમિયાન કે તરત જ પછીથી થઈ શકે છે.

સ્ફટિકીકરણ અગાઉનું સ્વભેદન : મૅગ્મા તૈયાર થતી વખતે તાપમાન ઊંચું હોવાથી બધો જ મૅગ્મા-દ્રવ સમાંગ લક્ષણવાળો હોય છે, પરંતુ તાપમાનના ઘટતા જવા સાથે ઘટકોના પ્રકાર મુજબ ક્યારેક જુદા જુદા ઘટકોવાળાં પ્રવાહી બે સ્તરમાં અલગ પડી જાય છે (પાણી અને કેરોસીનની જેમ). આ ઘટનાને પ્રવાહી અદ્રાવ્યતા (liquid immiscibility) કહે છે; પરંતુ સ્ફટિકીકરણ શરૂ થાય ત્યારે જુદા જુદા બંધારણવાળા ખડકો તૈયાર થતા જાય છે. મૂળ માતૃદ્રાવણમાં બાષ્પપ્રમાણ વધુ હોય તો સિલિકેટ-દ્રવ અને બાષ્પ અલગ પડે છે. સલ્ફાઇડ ઘટકો અને સિલિકેટ તેમજ ઍલ્યુમિના અને લોહ-મૅગ્નેશિયા અલગ પડી જાય છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે આ ઘટના સ્વભેદન માટે એટલી બધી મહત્વની ગણાતી નથી.

સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન સ્વભેદન : મૅગ્મામાં થતી સ્થાનિક સ્ફટિકીકરણની પ્રક્રિયા અને ત્યાં થતું જતું સ્ફટિકોનું સંકેન્દ્રણ સ્વભેદન થવા માટે મહત્વનું સોપાન ગણાય છે. પ્રથમ સ્થિતિમાં, દ્રવમાં કોઈ એક ચોક્કસ અનુકૂળ જગાએ સ્ફટિકીકરણનો પ્રારંભ થાય છે. આવાં અનુકૂળ સ્થાનો મૅગ્માસંચયની, ઠંડી પડતી જતી, પ્રાદેશિક ખડક સાથેની સંપર્કસપાટીઓ હોય છે. જેમ જેમ ત્યાં સ્ફટિકીકરણ થતું જાય છે, તેમ તેમ બાકીનો દ્રવ; તે સ્ફટિકોમાં ત્રુટિવાળો અને અલગ બંધારણવાળો બનતો જાય છે. એક પછી એક, પછીના તબક્કાઓમાં પણ આ જ પ્રકારની ક્રિયાનું પુનરાવર્તન થતું રહે છે; દરેક તબક્કે જુદાં જુદાં ખનિજો તૈયાર થતાં જાય છે અને દ્રવનું બંધારણ બદલાતું જ જાય છે. આ ઘટના વિભાગીય સ્ફટિકીકરણ (fractional crystallisation) તરીકે ઓળખાય છે.

સારણી : અગ્નિકૃત ખડકોના વિવિધ પ્રકારોની ઉત્પત્તિ

મૂળભૂત                ઉત્પત્તિ            અગ્નિકૃત ખડકોના સર્વસામાન્ય પ્રકારો

પ્રાથમિક                પ્રકાર

મૅગ્માપ્રકાર

સ્ફટિકીકરણ પછીનું સ્વભેદન : અમુક સ્ફટિકો તૈયાર થઈ ગયા પછી તો સ્વભેદન થવા માટે ઘણી જુદી જુદી રીતો કાર્યશીલ બની રહે છે. આ સંદર્ભમાં બે પ્રક્રિયાઓ વધુ મહત્વની છે : (i) ગુરુત્વ–સ્વભેદન (gravity differentiation) : આ પ્રક્રિયામાં પહેલાં બનેલા સ્ફટિકો તેમની ઘનતા, આકાર અને કદ તેમજ દ્રવની ઘટ્ટતાની અસર હેઠળ બાકી રહેલા દ્રવમાં નીચે તરફ ડૂબતા જાય છે અને એકત્રીકરણ પામે છે. ભારે અને સમપરિમાણવાળા સ્ફટિકો તેમનાથી ઓછી ઘનતાવાળા દ્રવમાં સરળતાથી અને ઝડપથી ડૂબે છે. આ રીતે ક્રમશ: જુદી જુદી ઘનતાવાળા સ્ફટિક-જૂથોના સ્તર તૈયાર થાય છે. ગુરુત્વની અસર હેઠળ થતું અલગીકરણ ગુરુત્વ-સ્વભેદન કહેવાય છે. (ii) ગાળણ સ્વભેદન (filtration differentiation) : સ્ફટિકીકરણની ક્રિયામાં અગાઉ તૈયાર થયેલા સ્ફટિકોથી બનેલો ઘન તબક્કો બાકીના દ્રવથી જુદો પડેલો હોય અને બાજુઓ પરથી જો કોઈ દાબનું બળ તેના પર લાગે તો સ્ફટિકોની આરપાર થઈને અવશિષ્ટ દ્રવ ચળાઈને નીકળી જાય છે. આ ક્રિયાને દાબ-ગાળણક્રિયા (filter press action) કહે છે. ચળાઈને ગયેલો દ્રવ પ્રાદેશિક ખડકોમાં પ્રવેશીને જુદા જ બંધારણવાળા (મૂળ સ્થાને થવા જોઈતા હતા તે કરતાં જુદા) ખડકો બનાવે છે.

ઉદાહરણો : ભારતમાંનાં અગ્નિકૃત ખડકોની બંધારણ-ભિન્નતા દર્શાવતાં અગત્યનાં ઉદાહરણો આ પ્રમાણે છે : પાવાગઢના રહાયોલાઇટ, બેસાલ્ટ, પિચસ્ટોન વગેરે; ગિરનારના સાયનાઇટ અને ડાયોરાઇટ, કિશનગઢના સોડાલાઇટ-ઇલિયોલાઇટ-નેફેલીન સાયનાઇટ, મુંદવાડા(સિરોહી)ના અગ્નિકૃત ખડક-સંકુલમાં રહેલા વિવિધ પ્રકારો; ડેક્કન ટ્રેપ ખડક-પ્રકારો; દક્ષિણ ભારતના જુદા જુદા ચાર્નોકાઇટ. વાયવ્ય ઇંગ્લૅન્ડના લેક વિસ્તારમાં આવેલા કુંબરલૅન્ડની કેરોક ફેલ ટેકરીમાંનો ક્વાર્ટ્ઝ ગૅબ્બ્રો તેમજ સ્કૉટલૅન્ડના આયરશાયરમાં આવેલી લ્યુગાર સિલ પણ મૅગ્માજન્ય સ્વભેદનનાં જાણીતાં ઉદાહરણો છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા