मेटासोमैटिज़्म

मेटासोमैटिज्म (ग्रीक μετά मेटा "परिवर्तन" और σῶμα sôma "बॉडी" से) जलतापीय और अन्य तरल पदार्थों द्वारा चट्टान (भूविज्ञान) का रासायनिक परिवर्तन होता है। यह विभिन्न खनिज और रासायनिक संरचना वाली चट्टान का दूसरी चट्टान से प्रतिस्थापन करता है। इस प्रकार चट्टानें बनाने वाले खनिज घुल जाते हैं और उनके स्थान पर नई खनिज संरचनाएँ जमा हो जाती हैं। इसमें विघटन और निक्षेपण साथ में होता है जिससे अधिक चट्टान ठोस बनी रहती है।

मेटासोमैटिज्म शब्द के पर्यायवाची शब्द मेटासोमैटोसिस हैं    और यह मेटासोमैटिक प्रक्रिया होती हैं। जिसमे मेटासोमैटोज शब्द का उपयोग मेटासोमैटिज्म की विशिष्ट प्रकारों के नाम के रूप में किया जा सकता है (उदाहरण के लिए एमजी-मेटासोमैटोज और ना-मेटासोमैटोज) को लिया जाता हैं।

मेटासोमैटिज्म आग्नेय या मेटामॉर्फिक स्रोत से हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों की क्रिया के माध्यम से हो सकता है। आग्नेय चट्टान वातावरण में, मेटासोमैटिज़्म स्कर्न्स, ग्रिसेन को बनाता है, और हस्तक्षेप चट्टान द्रव्यमान से निकट संपर्क मेटामॉर्फिक ऑरियोल में हार्नफेल्स को प्रभावित कर सकता है। मेटामॉर्फिक वातावरण में, मेटासोमैटिज्म उच्च प्रभाव (भौतिकी) और तापमान पर मेटामॉर्फिक चट्टान की मात्रा से कम प्रभाव और तापमान वाले क्षेत्र में बड़े मापदंड पर स्थानांतरण द्वारा बनाया जाता है, जिसमें मेटामॉर्फिक हाइड्रोथर्मल समाधान विलायक के रूप में कार्य करते हैं। इसकी परिकल्पना इस प्रकार की जा सकती है कि गहरी क्रस्ट (भूविज्ञान) के अंदर रूपांतरित चट्टानें जलीय खनिजों के टूटने के कारण तरल पदार्थ और घुले हुए खनिज घटकों को विलुप्त कर देती हैं | और इसके साथ ही यह द्रव परत के सामान्य स्तरों में रिसकर इन चट्टानों को रासायनिक रूप से परिवर्तित कर देता है।

इस तंत्र का तात्पर्य है कि मेटासोमैटिज्म खुली प्रणाली का व्यवहार है, जो मौलिक मेटामॉर्फिज्म से भिन्न होता है, जो चट्टान के रसायन विज्ञान में सराहनीय परिवर्तन के बिना चट्टान का इन-सीटू खनिज परिवर्तन होता है। क्योंकि कायांतरण को सामान्यतः रूपांतरण प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए पानी की आवश्यकता होती है | और कायांतरण प्रायः सदैव मेटासोमैटिज्म के साथ होता है।

इसके अतिरिक्त, क्योंकि मेटासोमैटिज़्म बड़े मापदंड पर स्थानांतरण प्रक्रिया है, यह उन चट्टानों तक ही सीमित नहीं है जो रासायनिक तत्व और खनिजों या जलीय रासायनिक यौगिक के जुड़ने से परिवर्तित हो जाती हैं। सभी स्तिथियों में, मेटासोमैटिक चट्टान का उत्पादन करने के लिए कुछ अन्य चट्टानों को भी मेटासोमैटाइज़ किया जाता है, यदि केवल न्यूनतम रासायनिक परिवर्तन के साथ निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा होता हैं। इसे सोने के अयस्क उत्पत्ति संग्रहण द्वारा सबसे अच्छी तरह से चित्रित किया गया है, जो अनेक घन किलोमीटर निर्जलित क्रस्ट से पतले, अधिकांशतः अत्यधिक मेटासोमैटाइज़्ड और परिवर्तित शेअरेड क्षेत्रों और परत में प्राप्त तरल पदार्थों की केंद्रित एकाग्रता का उत्पाद है। स्रोत क्षेत्र अधिकांशतः अत्यधिक हाइड्रेटेड, परिवर्तित शेअरेड क्षेत्रों की तुलना में अधिक सीमा तक रासायनिक रूप से अप्रभावित होता है, किन्तु दोनों को पूरक मेटासोमैटिज्म से गुजरना होता हैं।

पृथ्वी के आवरण में मेटासोमैटिज़्म अधिक सम्मिश्र है, क्योंकि उच्च तापमान पर संकेत की संरचना को कार्बोनेट और सिलिकेट पिघलने की हस्तक्षेप और कार्बन डाईऑक्साइड युक्त और पानी युक्त तरल पदार्थों द्वारा परिवर्तित जा सकता है | जैसा कि लूथ (2003) ने चर्चा की है। मेटासोमैटिज़्म को द्वीप चाप के नीचे मेंटल पेरिडोटाइट की संरचना को परिवर्तन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण माना जाता है क्योंकि सबडक्शन के समय पानी समुद्र के लिथोस्फीयर से बाहर चला जाता है। मेटासोमैटिज़्म को कुछ मानक खनिज विज्ञान होता हैं | यह सिलिका-अंडरसैचुरेटेड मेग्मा के स्रोत क्षेत्रों को समृद्ध करने के लिए भी महत्वपूर्ण माना गया है। कार्बोनाइट पिघलने को अधिकांशतः असंगत तत्व में मेंटल पेरिडोटाइट के संवर्धन के लिए उत्तरदायी माना जाता है।

मेटासोमैटाइट्स के प्रकार
मेटासोमैटिक चट्टानें अत्यंत विविध हो सकती हैं। अधिकांशतः, मेटासोमैटाइज़्ड चट्टानें व्यापक रूप से किन्तु अशक्त रूप से परिवर्तित होती हैं, जैसे कि परिवर्तन का एकमात्र प्रमाण ब्लीचिंग, कलर में परिवर्तन या सूक्ष्म खनिजों की क्रिस्टलीयता में परिवर्तन होता है।

ऐसे स्तिथियों में, लक्षण वर्णन परिवर्तन के लिए अधिकांशतः खनिजों को किसी भी अतिरिक्त खनिज विकास, प्रोटोलिथ खनिजों में परिवर्तन आदि को चिह्नित करने के लिए चट्टानों के खनिज संयोजन की माइक्रोस्कोप जांच की आवश्यकता होती है।

कुछ स्तिथियों में, मेटासोमैटिक परिवर्तन प्रक्रियाओं के भू-रासायनिक साक्ष्य पाए जा सकते हैं। यह सामान्यतः मोबाइल, घुलनशील तत्वों जैसे बेरियम, स्ट्रोंटियम, रूबिडीयाम, कैल्शियम और कुछ दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के रूप में होता है। चूँकि, परिवर्तन को ठीक से चित्रित करने के लिए, परिवर्तित प्रतिरूपों की तुलना अपरिवर्तित प्रतिरूपों से करना आवश्यक होता है।

जब प्रक्रिया अत्यधिक उन्नत हो जाती है, तब यह विशिष्ट मेटासोमैटाइट्स में सम्मिलित हो सकते हैं | मेंटल पेरिडोटाइट में मेटासोमैटिज़्म का प्रभाव या तब मोडल या गुप्त हो सकता है। गुप्त मेटासोमैटिज्म में, खनिज संरचना परिवर्तित हो जाती है | या इसमें प्रस्तुत किए गए तत्व कण की सीमाओं पर केंद्रित होते हैं | और पेरिडोटाइट खनिज विज्ञान अपरिवर्तित दिखाई देता है। इस प्रकार मोडल मेटासोमैटिज्म में नए खनिजों का निर्माण होता है।
 * शेअरेड क्षेत्रों में क्लोराइट समूह या अभ्रक पूर्ण-चट्टान प्रतिस्थापन होती हैं | जिसके परिणामस्वरूप ऐसी चट्टानें बनती हैं जिनमें उपस्थित खनिज विज्ञान पूरी तरह से पुन: क्रिस्टलीकृत हो गया है और क्लोराइट, मास्कोवाइट और सर्पेन्टाइन समूह जैसे हाइड्रेटेड खनिजों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।
 * स्कर्न और स्कर्नॉइड चट्टान प्रकार, सामान्यतः ग्रेनाइट हस्तक्षेप के निकट और चूना पत्थर, चिकनी मिट्टी और बैंडेड आयरन संरचना जैसे प्रतिक्रियाशील लिथोलॉजी के निकट होती हैं।
 * ग्रेनाइट मार्जिन और कप्यूल्स (भूविज्ञान) के अंदर ग्रिसेन संगृहीत होता हैं।
 * ओपिओलाइट्स की विशिष्ट रोडिंग्स, विशेष रूप से उनके सर्पेन्टाइनाइज्ड माफ़िक डाइक, जिसमें ग्रॉसुलर-एंड्राडाइट गार्नेट, कैल्सिक पाइरोक्सिन, वेसुवियनाइट, एपिडोट और स्कैपोलाइट सम्मिलित होते हैं।
 * फेनाइट, दृढ़ता से अत्यधिक क्षारीय या कार्बोनेटिक मैग्माटिज्म से जुड़े मेटासोमैटिज्म के प्रकार के रूप में, विभिन्न प्रकार के फेल्डस्पार, सोडिक पाइरोक्सिन या एम्फिबोल्स और अधिकांशतः असामान्य खनिजों (जैसे शेवकिनाइट या कोलंबाइट) को प्रस्तुत करता है, जिसमें इसमें सामान्यतः असंगत तत्व सम्मिलित होते हैं जो सरलता से क्रिस्टल जालक अर्थात नाइओबियम,ज़िरकोनियम में सम्मिलित नहीं होते हैं।
 * एल्बिटाइट,प्लाजियोक्लेज़ के एल्बाइट (अल्बिटाइजेशन) द्वारा प्रतिस्थापन से होता हैं |

क्रिप्टिक मेटासोमैटिज़्म का कारण यह हो सकता है कि बढ़ते या रिसते हुए पिघल आसपास के पेरिडोटाइट के साथ संपर्क करते हैं, और पिघले हुए और पेरिडोटाइट दोनों की संरचना परिवर्तित हो जाती है। उच्च मेंटल तापमान पर, ठोस-अवस्था का प्रसार पिघले हुए नलिकाओं से निकट दसियों सेंटीमीटर से अधिक चट्टानी संरचनाओं के परिवर्तन में भी प्रभावी हो सकता है | पाइरोक्सेनाइट डाइक से निकट खनिज संरचना में ग्रेडिएंट्स प्रक्रिया के साक्ष्य को संरक्षित कर सकते हैं।

मोडल मेटासोमैटिज़्म के परिणामस्वरूप एम्फिबोल और फ़्लोगोपाइट का निर्माण हो सकता है, और पेरिडोटाइट ज़ेनोलिथ्स में इन खनिजों की उपस्थिति को मेंटल में मेटासोमैटिक प्रक्रियाओं का शक्तिशाली प्रमाण माना गया है। इसमें पेरिडोटाइट में कम सामान्य खनिजों का निर्माण, जैसे डोलोमाइट (खनिज), केल्साइट, इल्मेनाइट, रूटाइल और आर्मलकोलाईट को भी पिघलने या द्रव मेटासोमैटिज्म के लिए भी उत्तरदायी ठहराया जाता है।

परिवर्तन संयोजन
हाइड्रोथर्मल अयस्क संग्रहण में परिवर्तित चट्टानों की जांच से अनेक सर्वव्यापी प्रकार के परिवर्तन संयोजनों पर प्रकाश डाला जाता है जिससे कि मेटासोमैटिक परिवर्तन प्रभाव, रचना और खनिज संयोजनों के भिन्न-भिन्न समूह बनाते हैं।

दुर्लभ प्रकार के हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों में अत्यधिक कार्बोनिक तरल पदार्थ सम्मिलित हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कैल्क-सिलिकेट्स और सिलिका-हेमेटाइट तरल पदार्थों की विशिष्ट होस्ट चट्टान की उन्नत कार्बोनेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप जैस्परॉइड्स,मंटो अयस्क जमा और सिलिकीकरण के व्यापक क्षेत्र, सामान्यतः डोलोमाइट स्ट्रेटा (चट्टान) स्तर में उत्पादन होता है। पापोस फ्लैट क्वार्ट्ज मोनज़ोनाइट्स में, ग्रेनाइटिक प्लूटन के प्रभावी खनिजों और देशी चट्टानों को ऑर्थोक्लेज़ और क्वार्ट्ज के पोर्फिरोब्लास्ट्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
 * प्रोपीलिटिक परिवर्तन लौह और सल्फर युक्त हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों के कारण होता है, और सामान्यतः एपिडोट-क्लोराइट-पाइराइट परिवर्तन होता है, अधिकांशतः हेमेटाइट और मैग्नेटाइट फेशियल के साथ होता हैं।
 * एल्बाइट-एपिडोट परिवर्तन सोडियम और कैल्शियम से प्रचुर सिलिका-युक्त तरल पदार्थों के कारण होता है | और सामान्यतः इसके परिणामस्वरूप अशक्त एल्बाइट-सिलिका-एपिडोट होता है।
 * पोटैशिक परिवर्तन, पोर्फिरी तांबे और लोड सोने के संग्रहण की विशेषता, के परिणामस्वरूप अभ्रक, पोटैशियम खनिजों का उत्पादन होता है जैसे कि लौह-समृद्ध चट्टानों में बायोटाइट, मस्कोवाइट अभ्रक या फेल्सिक चट्टानों में सेरीसाइट, और ऑर्थोक्लेज़ (एडुलारिया) परिवर्तन, जो अधिकांशतः अधिक व्यापक होता है और विशिष्ट सैल्मन-पिंक परिवर्तन शिरा सेल्वेज का उत्पादन करता है।
 * क्वार्ट्ज-सेरीसाइट-पाइराइट परिवर्तन, जिसमें इन खनिजों की शिराओं, में और प्रसारित विधियों से जमा किया जा सकता है; सेरीसाइट विशेष रूप से प्लाजियोक्लेज़ और बायोटाइट का स्थान लेता है। यह पोर्फिरी तांबा और पोर्फिरी मोलिब्डेनम जमाओं में सामान्य है।
 * आर्गिलिक परिवर्तन, जो सामान्यतः पोर्फिरी जमा के दूरस्थ क्षेत्रों में उपस्तिथ होता है | यह कम तापमान वाला संयोजन होता है जो फेल्डस्पार और कुछ अन्य खनिजों को मिट्टी के खनिजों जैसे काओलिनाइट और इलाइट में परिवर्तित करता है। यह पूर्व, उच्च-तापमान परिवर्तन असेंबलियों को ओवरप्रिंट कर सकता है।

संदर्भ

 * Luth, R. W., Mantle volatiles -- distribution and consequences. In The Mantle and Core (ed. R. W. Carlson) Volume 2 Treatise on Geochemistry (editors H. D. Holland and K. K. Turekian), Elsevier-Pergamon, Oxford, pages 319-361 (2003). ISBN 0-08-043751-6