મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ (ખનિજ)

February, 2002

મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ (ખનિજ) : મૃદખનિજ. સ્મેક્ટાઇટ સમૂહનું ખનિજ. રાસા. બં. : (Na, Ca) 0.33 (Al, Mg)2 Si4O10 (OH)2.nH2O. સ્ફ. વ. : મૉનોક્લિનિક. સ્ફ. સ્વ.: દળદાર, અતિસૂક્ષ્મદાણાદાર, મૃણ્મય. સંભેદ : (001) પૂર્ણ. ચમક : મંદ (નિસ્તેજ). રંગ : શ્વેત, રાખોડી, પીળાશ કે લીલાશપડતો, ગુલાબી. કઠિનતા : 1થી 2. વિ.ઘ. : પરિવર્તી, 2થી 3. પ્રકા. અચ. : α = 1.48 થી 1.57, β = 1.50 થી 1.60, γ = 1.50થી 1.60. પ્રકા. સંજ્ઞા :  –Ve, 2V = નાનો. પ્રાપ્તિસ્થિતિ : બેન્ટોનાઇટ મૃદ નિક્ષેપોના મુખ્ય ઘટક તરીકે મળે છે. જમીનોમાં, જળકૃત અને વિકૃત ખડકોમાં તેમજ ઉષ્ણજળજન્ય ઉત્પત્તિવાળા નિક્ષેપોમાં તે વ્યાપકપણે મળી રહે છે. તે ઍલ્યુમિનિયમની પરિવર્તન-પેદાશ છે.

પ્રાપ્તિસ્થાનો : યુ.એસ., ફ્રાન્સ, ઇટાલી, ચેક પ્રજાસત્તાક, સ્લોવેકિયા, રુમાનિયા વગેરે.

મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ (માટી) : એક પ્રકારની મૃદ. પ્રસારશીલ રચનાત્મક અણુમાળખાવાળાં બધાં જ (વર્મિક્યુલાઇટ અપવાદ) મૃદખનિજો માટે અપાયેલું સામૂહિક નામ; તેમજ આ સમૂહના વધુ ઍલ્યુમિનાધારક છેડાના મૃદખનિજનું નામ. આ નામ ફ્રાન્સના વિએના(Vienne)માંના મૉન્ટમૉરિલોન સ્થળ પરથી પડેલું છે.

મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ મૃદનો બહોળો વેપારી ઉપયોગ છે. ઊંચી કલિલસ્થિતિ, સુઘટ્યતા અને બંધનક્ષમતાના ગુણધર્મોને કારણે રેતીનાં બીબાં બનાવવા માટે તેમજ તેલકૂવાના શારપંક માટે તેની ઘણી માંગ રહે છે. આ ઉપરાંત, તેલોમાંના રંગશોષણ તેમજ પેટ્રોલિયમ-પેદાશોના અલગીકરણના હેતુમાં ઉદ્દીપક તરીકે તે વિપુલ પ્રમાણમાં વપરાય છે.

રચનાત્મક માળખું : મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ મૃદ્ખનિજોના અતિસૂક્ષ્મ કણકદને કારણે તેમની રચના વિશેની માહિતી અંગે હજી કેટલીક અચોક્કસતા પ્રવર્તે છે. પ્રવર્તમાન સ્વીકૃત સંકલ્પના મુજબ, મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ એ મધ્યસ્થ ઍલ્યુમિના ઑક્ટાહેડ્રલ પડ સહિત ઉપરનીચે બે સિલિકા ટેટ્રાહેડ્રલ પડના એકમોથી બનેલું મૃદખનિજ છે. આ ત્રિસ્તરીય માળખામાંનાં બે પડો વચ્ચે સર્વસામાન્ય બની રહેતો અણુ(OH)ને બદલે O થાય છે. આથી આ મૃદ્ખનિજ ટેટ્રાહેડ્રલ-ઑક્ટાહેડ્રલ-ટેટ્રાહેડ્રલ પડથી બંધાયેલા એક રચનાત્મક એકમનું ત્રિસ્તરીય માળખું ગણાય છે.

આવા સિલિકા-ઍલ્યુમિના-સિલિકા એકમો a અને b સ્ફટિક અક્ષ દિશામાં સળંગ વિસ્તરેલા હોય છે; જ્યારે c સ્ફટિક અક્ષ દિશામાં તેનાં જૂથ એક ઉપર એક ગોઠવાયેલાં હોય છે. એકમોની આ પ્રકારની જૂથ-ગોઠવણીથી નજીક-નજીકનાં પડોના ઑક્સિજન પાસે પાસે આવી રહે છે. પરિણામે બંધન નબળું પડે છે; પરંતુ એકમો વચ્ચે સ્પષ્ટ સંભેદ સર્જાય છે. પાણી તેમાં પ્રવેશી શકે છે; તેથી c દિશામાં પ્રસરણ શક્ય બની રહે છે. મૉન્ટમૉરિલોનાઇટના પ્રસરણનો ગુણધર્મ આ પરથી સ્પષ્ટ બની રહે છે.

આણ્વિક અવેજી : બંધારણ : અન્ય કોઈ પણ તત્વોની અવેજીને ધ્યાનમાં ન લઈએ તો મૉન્ટમૉરિલોનાઇટનું સૈદ્ધાંતિક સૂત્ર (OH)4 Si8Al4O20.nH2O (આંતરસ્તરીય) બની રહે છે; પરંતુ આ શક્ય બનતું નથી, કારણ કે તત્વોની અવેજી થતી રહેતી હોય છે. તેથી ખનિજોનાં નામ બદલાતાં જાય છે. ટેટ્રાહેડ્રલ પડના સિલિકોનને સ્થાને ઍલ્યુમિનિયમ અથવા/અને વધુ સંભવિતપણે ફૉસ્ફરસ આવી શકે છે. ઑક્ટાહેડ્રલ સંયોગમાં ઍલ્યુમિનિયમને સ્થાને મૅગ્નેશિયમ, લોહ અને લિથિયમ આવી શકે છે. જો બધું જ ઍલ્યુમિનિયમ મૅગ્નેશિયમથી વિસ્થાપિત થાય તો સેપોનાઇટ ખનિજ બની રહે છે. તેને બદલે લોહ આવી જાય તો નૉન્ટ્રોનાઇટ બને છે. જો બધી જ ઑક્ટાહેડ્રલ સ્થિતિ સર્જાય તો ખનિજ ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ અને જો  સ્થિતિ સર્જાય તો ખનિજ ડાયઑક્ટાહેડ્રલ બની રહે છે. આમ આ મૃદખનિજ રચનાત્મક ર્દષ્ટિએ અવેજીશીલ અસંતુલિત સ્થિતિમાં રહે છે. તેથી તેનું સર્વસામાન્ય સૂત્ર M1 (Y3, Y2)4→6 (Si, Al)O20.(OH)4.nH2O ગણાય છે, જેમાં M1 = Na અથવા ca; Y3 = Al અથવા Fe´´´, Y2=Mg અથવા Fe´´ રહે છે. આ સમૂહ વિશિષ્ટ રીતે નોંધપાત્ર એટલા માટે છે કે તે પાણી શોષે છે અને છોડી દે છે તેમજ બેઝ-પ્રતિસ્થાપન ગુણધર્મ ધરાવે છે. આ મૃદ આલ્કલાઇન સંજોગો હેઠળ, બેઝિક ખડકો અથવા Kની ત્રુટિવાળા સિલિકેટ ખડકો, જો તે Ca અને Mg ધારક હોય તો તેમના પરિવર્તનમાંથી બને છે.

અન્ય ગુણધર્મો : મૉન્ટમૉરિલોનાઇટના કણ અતિ સૂક્ષ્મ હોય છે, એટલું જ નહિ, પાણીમાં તો તે એકમ-કોષ-પડ પરિમાણ સુધી છૂટા પડી જઈ શકે છે. મોટાભાગના એકમ સમપરિમાણિત પતરી સ્વરૂપના હોય છે. નૉન્ટ્રોનાઇટ લાંબી પતરીઓના એકમ આકારવાળાં અને હેક્ટોરાઇટ (ફ્લૉરિન-ધારક મૅગ્નિેશિયમસમૃદ્ધ મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ) પાતળી લંબચોરસ પતરીઓના સ્વરૂપવાળાં હોય છે.

જ્યારે મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ જલમુક્ત બની જાય છે ત્યારે આંતરસ્તરીય જલમાત્રા 100°–200° સે. જેટલા ઓછા તાપમાને ખલાસ થઈ જાય છે. રચનાત્મક (OH) જલીય માત્રા ઘટવાની ક્રમિક શરૂઆત આશરે 450°–500° સે. તાપમાને થાય છે અને 600°–750° સે. તાપમાને તે ખલાસ થઈ જાય છે. જોકે આ મૃદખનિજના પ્રકાર અને રચનાત્મક અવેજી પ્રમાણે ઉપરના તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે. મૉન્ટમૉરિલોનાઇટનું માળખું લગભગ 800°–900° સે. સુધી તો જળવાઈ રહી શકે છે. વધુ ગરમ થાય તો, સ્વરૂપોના પ્રકારના તબક્કા બદલાતા જાય છે –  મ્યુલાઇટ, ક્રિસ્ટોબેલાઇટ અને કૉર્ડિરાઇટ બને છે; જોકે તેનો આધાર બંધારણ અને રચના પર જરૂર રહે છે, પરંતુ છેવટે 1,000°–1,500° સે. તાપમાને તેનું ગલન થાય છે.

પ્રાપ્તિસ્થિતિ : મૉન્ટમૉરિલોનાઇટ સમૂહનાં ખનિજોની ઉત્પત્તિ તેમના પ્રકારભેદે જુદી જુદી હોય છે. ખાસ કરીને આલ્કલાઇન સંજોગો હેઠળ, મૅગ્નેશિયમની હાજરી હોય તો આ ખનિજો બનવા માટેની અનુકૂળતા ઉદભવે છે. બહોળા તાપમાન-ગાળા હેઠળ તે સ્થાયી રહી શકે છે. ઓછા તાપમાનવાળી ઉષ્ણજલીય પ્રક્રિયા હેઠળ અને ખવાણક્રિયા હેઠળ તે બની શકે છે. જમીનોમાં, બેન્ટોનાઇટમાં, ખનિજશિરાઓમાં, દરિયાઈ શેલમાં અને કેટલાંક ખનિજોની પરિવર્તન-પેદાશ તરીકે તે મળી રહે છે. અર્વાચીન કણજમાવટમાં પણ તેનું ઠીક ઠીક પ્રમાણ જોવા મળે છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા