સિલિકેટ ખનિજો (ખનિજીય સંદર્ભમાં)

સિલિકેટ ખનિજો (ખનિજીય સંદર્ભમાં) : સિલિકેટ બંધારણ ધરાવતાં ખનિજો. ખડક-નિર્માણ-ખનિજોના કેટલાક પ્રકારોને આવરી લેતો વિશિષ્ટ સમૂહ. પૃથ્વીના પોપડાના ખડકોના બંધારણમાં રહેલા સિલિકેટ, ઑક્સાઇડ, કાર્બોનેટ, સલ્ફાઇડ, સલ્ફેટ વગેરે જેવા ખનિજસમૂહો પૈકીનો એક. રાસાયણિક બંધારણના સંદર્ભમાં આ સમૂહ સમલક્ષણી હોય છે. આ કારણથી જ તે ખડકનિર્માણ-ખનિજોનો વિશિષ્ટ સમૂહ રચે છે. આ સમૂહ પૈકીનાં કેટલાંક ખનિજો જલમુક્ત તો કેટલાંક જલયુક્ત હોય છે. જલમુક્ત બંધારણવાળાં ખનિજોમાં ઑર્થોસિલિકેટ, મેટાસિલિકેટ અને જટિલ ક્ષારોનો સમાવેશ થાય છે; જલયુક્ત ખનિજોમાં જે ખરેખર જલધારક હોય તેમજ જલધારક હોવાનું વલણ ધરાવતાં હોય એવાં ખનિજોનો સમાવેશ થાય છે. રાસાયણિક બંધારણની આવી વિભિન્નતા ધરાવતાં હોવાથી સ્વાભાવિક રીતે જ આ બધાં ખનિજો તેમના ભૌતિક તેમજ પ્રકાશીય ગુણધર્મોમાં પણ જુદાં પડી આવે છે; જેમ કે, મૃદ(મૃણ્મય)-ખનિજો ખૂબ જ નરમ અને હલકાં હોય છે; જ્યારે ફેલ્સ્પાર ખૂબ જ કઠણ અને ભારે હોય છે. મોટાભાગના અગ્નિકૃત અને વિકૃત ખડકો આવાં કેટલાંક સિલિકેટ ખનિજજૂથોથી બનેલા હોય છે. એ જ રીતે મૃદ અને શેલ જેવા જળકૃત ખડકો પણ પ્રાથમિકપણે સિલિકેટ ખનિજોથી બનેલા હોય છે.

ખડકોના બંધારણમાં જોવા મળતાં સિલિકેટ ખનિજોને મુખ્યત્વે ફેલ્સ્પાર, પાયરૉક્સિન, ઍમ્ફિબૉલ અને અબરખ જેવા ચાર સમૂહોમાં વહેંચી શકાય છે. આ પ્રત્યેક ખનિજસમૂહમાં સમલક્ષણી હોય એવાં છ કે તેથી વધુ ખનિજોનો સમાવેશ થાય છે.

અણુરચનાત્મક માળખાંના સંદર્ભમાં : રાસાયણિક બંધારણ અને ભૌતિક ગુણધર્મોમાં આ સિલિકેટ-ખનિજો સ્પષ્ટ ફેરફારો ધરાવતાં હોવા છતાં તે બધાં તેમની અણુરચનાના સંબંધમાં ખૂબ જ ઘનિષ્ઠપણે અન્યોન્ય સંકળાયેલાં છે. આ સંબંધ તેમના બધાંના પાયાના રચનાત્મક એકમથી રજૂ થાય છે. બધા જ સિલિકેટમાં ચતુષ્ફલકીય એકમ એકસરખો આકાર ધરાવે છે, જેમાં સિલિકોનનો એક અણુ ઑક્સિજનના ચાર અણુઓથી ઘેરાયેલો હોય છે. SiO₄ની ગોઠવણી જુદા જુદા સિલિકેટમાં જુદા જુદા આકારનાં માળખાં રચે છે. આ માળખાં શૃંખલા કે પડ-સ્વરૂપે રહેલાં હોય છે. વળી કેટલાંક સિલિકેટમાં તો તેનાં ત્રિપરિમાણીય માળખાં પણ રચાય છે. સિલિકેટની આવી જુદા જુદા પ્રકારની રચનાઓથી ઘણી સંભવિતતાઓ ઉદભવે છે, જેમાં ધાત્વિક અણુ જોડાય છે અને સિલિકોન અણુ અવેજીમાં જાય છે. આ જ કારણથી સિલિકેટ-ખનિજોમાં જટિલ બંધારણ પણ જોવા મળતું હોય છે.

સિલિકેટ-બંધારણ ધરાવતાં ખનિજોમાં બધાં જ સિલિકેટ SiO₄ ચતુષ્ફલક જેવા પાયાના રચનાત્મક એકમથી બંધાયેલાં હોય છે. સ્ફટિકમય માળખું છૂટા (જુદા) SiO₄ સમૂહ પર આધારિત હોઈ શકે અથવા એક કે બે સિલિકોન ચાર ઑક્સિજન આયન પૈકીના પ્રત્યેકની સાથે બંધાય છે; જેથી જટિલ છૂટા સમૂહો બને છે અથવા અનિયત વિસ્તૃત શ્રેણીઓ, પટ (sheets) કે ત્રિપરિમાણિત ગૂંથનો રચાય છે. મિશ્ર રચનાઓ પણ બને છે, જેમાં એક કરતાં વધુ ચતુષ્ફલકો ફાળે પડતો ભાગ લે છે.

વર્ગીકરણ : ક્ષ-કિરણ વિવર્તન અભ્યાસની જાણકારી પરથી ભાગે પડતી રચના-પદ્ધતિના પ્રકાર મુજબ સિલિકેટ ખનિજોનું વર્ગીકરણ કરવામાં આવ્યું છે, જેનું સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપ આ સાથેની સારણીમાં આપેલું છે. ફાળે પડતી રચના-પદ્ધતિ Si અને Oનો લાક્ષણિક ગુણોત્તર બનાવે છે; પરંતુ ઑક્સિજન આયન માટે સંભવત: એવું પણ બની શકે કે જે રચનાત્મક માળખામાં રહેલા Si જોડે બંધાતા નથી; વળી ક્યારે, કેટલુંક અથવા બધું જ ઍલ્યુમિનિયમ (જે હાજર હોય તે) Siની સમકક્ષ ગણવાનું હોય છે. 1912માં ક્ષ-કિરણ રચનાત્મક વિશ્લેષણ-પદ્ધતિઓનો વિકાસ થયો તે અગાઉ સિલિકેટનાં બંધારણ અને વર્ગીકરણ વિવાદાસ્પદ રહેલાં. તે પછીથી જ સિલિકેટ સિલિસિક ઍસિડના ક્ષારો ગણાયા (તે પૈકીના ઘણાં તર્કમાન્ય) અને ઑર્થોસિલિકેટ, મેટાસિલિકેટ વગેરે જેવું રાસાયણિક વર્ગીકરણ અપનાવાયું.

સિલિકોન-ઑક્સિજન-સંકલનનાં સ્વરૂપો : (i) નેસોસિલિકેટ (SiO₄)^4-, (ii) સોરોસિલિકેટ (SiO₇)^6-, (iii) સોરોસિલિકેટ અથવા સાઇક્લોસિલિકેટ (Si₆O₁₈)^12-, (iv) આઇનોસિલિકેટ (SiO₃)^2–, પાયરૉક્સિન-શૃંખલા-રચનાદર્શક, (v) આઇનોસિલિકેટ (Si₄O₁₁)^6-, ઍમ્ફિબૉલ-પટરચના-દર્શક; (vi) ફાયલોસિલિકેટ (Si₂O₅)^2-, વિસ્તૃત પટ-દર્શક; (vii) ટેક્ટોસિલિકેટ-લેઝ્યુરાઇટની ત્રિપરિમાણિત રચનાનું દર્શક

રચના : સિલિકેટના સ્ફટિકીય રસાયણશાસ્ત્રનું પ્રધાન લક્ષણ એ છે કે તે સિલિકેટના સ્ફટિક-માળખામાં ઍલ્યુમિનિયમ દ્વારા ભજવાતા દ્વિમુખી ફાળાથી ઉદભવતી રાસાયણિક જટિલતાનું પ્રમાણ નક્કી કરી આપે છે. આયનનો ઑક્સિજન સાથેનો ત્રિજ્યા ગુણોત્તર ચાર અને છ સહયોગની વચ્ચેના ક્રાંતિ-મૂલ્યની નજીક હોય છે અને Al આયન એકમાં કે બીજામાં કે એકીસાથે બંનેમાં આવી શકે છે.

સિલિકેટ : રચનાત્મક માળખાં અને તેમનો લાક્ષણિક Si/O ગુણોત્તર

પ્રકાર	Si-O સંકલનપ્રકાર	Si/O ગુણોત્તર	ઉદાહરણ
નેસોસિલિકેટ ખનિજો	છૂટા SiO4 સમૂહો	1 : 4	ઑલિવિન, ગાર્નેટ
સોરોસિલિકેટ ખનિજો	છૂટા સંયુક્ત સમૂહો   Si2O7, Si6O18 વગેરે	2 : 7 6 : 18	બેરિલ, થૉર્ટવિટાઇટ
આઇનોસિલિકેટ ખનિજો	એક પરિમાણવાળી વિસ્તૃત શૃંખલાઓ   અને પટ વગેરે	1 : 3 4 : 11	ઍમ્ફિબૉલ, પાયરૉક્સિન
ફાયલોસિલિકેટ ખનિજો	બે પરિમાણવાળી વિસ્તૃત પટરચના	2 : 5	અબરખ, મૃદ, શંખજીરું, ક્લોરાઇટ
ટેક્ટોસિલિકેટ ખનિજોત્રિ	પરિમાણિત ગૂંથનો	1 : 2	ફેલ્સ્પાર, ફેલ્સ્પે- થૉઇડ, ઝિયોલાઇટ

વિવિધ સિલિકેટ-ખનિજોના સ્ફટિકમય અને ભૌતિક ગુણધર્મો સિલિકેટ-માળખાના પ્રકાર મુજબ સંબંધિત રહે છે (જુઓ સારણી.); જેમ કે, એક સમૂહ તરીકે પૉલિસિલિકેટ ખનિજો તકતી-આકાર-સ્વરૂપનાં બને છે, તેમનો સંભેદ રચનાના પટને સમાંતર ગોઠવાતો હોય છે અને ઊંચા વક્રીભવનાંક તફાવત સહિત ઋણ પ્રકાશીય સંજ્ઞાવાળાં હોય છે. SiO₄ ચતુષ્ફલકોનાં બે પરિમાણવાળાં સંકલન કરતાં એક પરિમાણવાળી વિસ્તૃત શૃંખલા રચતા આઇનોસિલિકેટ પ્રિઝમેટિક સ્વરૂપોવાળા સ્ફટિકો બનાવે છે; તેમાં જો સંભેદ હોય તો તે લંબાયેલી દિશાને સમાંતર હોય છે. ટેક્ટોસિલિકેટ ખનિજો સામાન્યત: સમપરિમાણવાળા સ્ફટિકો બનાવે છે, તેમને સંભેદ દિશા માટે કોઈ પસંદગી હોતી નથી અને નીચા વક્રીભવનાંક તફાવતના વલણવાળાં હોય છે.

અગત્યનાં ખનિજો : પૃથ્વીના બાહ્ય પોપડાનો મોટો ભાગ સિલિકેટ-ખનિજોથી બનેલો છે અને તે જુદા જુદા ભૂસ્તરીય સંજોગો હેઠળ તૈયાર થતાં હોય છે. ઘણાં સિલિકેટ ખનિજોનું આર્થિક મહત્ત્વ પણ તે તે ખનિજો મુજબ અંકાય છે. મૃદ-ખનિજો, ફેલ્સ્પાર અને અગ્નિરોધક ખનિજો પૈકી ઍન્ડેલ્યુસાઇટ અને વૉલેસ્ટોનાઇટ સિરેમિક ઉદ્યોગમાં, અબરખ વિદ્યુત-અવરોધક તરીકે, ઍસ્બેસ્ટૉસ અને વર્મિક્યુલાઇટ ઉષ્મા-અવરોધક તરીકે તથા ગાર્નેટ અપઘર્ષક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. શંખજીરું સૌંદર્યપ્રસાધન(ટૅલ્કમ પાઉડર)માં વપરાય છે. અન્ય સિલિકેટ ખનિજો ધાતુખનિજો તરીકે મેળવાય છે, બેરિલિયમ બેરિલમાંથી, ઝિર્કોનિયમ અને હૅફનિયમ ઝિર્કોનમાંથી તથા થોરિયમ થોરાઇટમાંથી મેળવવામાં આવે છે. જેડાઇટ, નેફ્રાઇટ, પેરિડોટ, ગાર્નેટ, ટુર્મેલીન અને એક્વામરીન જેવાં સિલિકેટ આલંકારિક ઉપયોગ કે રત્નો-ઉપરત્નોના ઉપયોગમાં લેવાય છે.

વિવિધ સિલિકેટ ખનિજોમાં ઍમ્ફિબૉલ, પાયરૉક્સિન, અબરખ, ફેલ્સ્પાર, ફેલ્સ્પેથૉઇડ, ગાર્નેટ, ઑલિવિન, એપિડોટ, સ્કેપોલાઇટ, સર્પેન્ટાઇન, ઝિયોલાઇટ, ક્લોરાઇટ અને ઍન્ડેલ્યુસાઇટનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપરાંત ઑર્થોસિલિકેટ, મેટાસિલિકેટ, પૉલિસિલિકેટ, ‘ઑર્થોસિલિકેટ’ અધિકરણ હેઠળ જોવાં.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા