Volcanic and igneous plumbing systems
ज्वालामुखीय और आग्नेय नलसाजी प्रणाली (वी. आई. पी. एस.) में परस्पर जुड़े मैग्मा चैनल और कक्ष होते हैं जिनके माध्यम से मैग्मा बहता है और पृथ्वी की परत के भीतर संग्रहीत होता है। ज्वालामुखीय नलसाजी प्रणाली सभी सक्रिय विवर्तनिक सेटिंग्स में पाई जा सकती है, जैसे कि मध्य-महासागरीय कटक, सबडक्शन ज़ोन और मेंटल प्लूम, जब महाद्वीपीय स्थलमण्डल, महासागरीय स्थलमण्डल और उप-स्थलमण्डल आवरण में उत्पन्न मैग्मा का परिवहन किया जाता है। मैग्मा पहले आंशिक पिघलने से उत्पन्न होता है, इसके बाद पिघलने को ठोस से अलग करने के लिए स्रोत चट्टान से पृथक्करण और निष्कर्षण होता है। जैसे-जैसे मैग्मा ऊपर की ओर फैलता है, मैग्मा चैनलों का एक स्व-संगठित नेटवर्क विकसित होता है, जो पिघलने को निचली परत से ऊपरी क्षेत्रों में ले जाता है। चैनल चढ़ाई तंत्र में डाइक और नमनीय फ्रैक्चर का गठन शामिल है जो नलिकाओं में पिघलने का परिवहन करते हैं। थोक परिवहन के लिए, डायपर परत के माध्यम से बड़ी मात्रा में पिघल और चढ़ाई करते हैं। जब मैग्मा चढ़ना बंद कर देता है, या जब मैग्मा की आपूर्ति बंद हो जाती है, तो मैग्मा प्रतिस्थापन होता है। प्रतिस्थापन के विभिन्न तंत्र के परिणामस्वरूप विभिन्न संरचनाएँ होती हैं, जिनमें प्लूटोन, सिल्स, लैकोलिथ और लोपलिथ शामिल हैं। मैग्मा उत्पादन आंशिक पिघलना मैग्मा उत्पन्न करने के लिए पहला कदम है और मैग्मा वी. आई. पी. एस. का आधार है। मैग्मा उत्पन्न होने के बाद, यह परत के पार यात्रा करेगा और मैग्मा नलिकाओं और कक्षों के गठन की ओर ले जाएगा। महाद्वीपीय परत में, आंशिक पिघलना तब होता है जब ठोस चट्टान का एक हिस्सा फेल्सिक मैग्मा में पिघल जाता है। निचली परत और ऊपरी आवरण में चट्टानें आंशिक रूप से पिघलती हैं। आंशिक पिघलने की दर और परिणामी सिलिकेट पिघलने की संरचना तापमान, दबाव, प्रवाह जोड़ (पानी, वाष्पशील) और स्रोत चट्टान संरचना पर निर्भर करती है। महासागरीय परत में, आवरण सामग्री का अपघटन पिघलने से बेसाल्टिक मैग्मा बनता है। जब आवरण सामग्री बढ़ती है, तो दबाव बहुत कम हो जाता है जो चट्टान के पिघलने के बिंदु को काफी कम कर देता है। पिघलना पृथक्करण और निष्कर्षण मैग्मा उत्पन्न होने के बाद, मैग्मा पृथक्करण और निष्कर्षण की प्रक्रिया द्वारा मैग्मा अपने स्रोत क्षेत्र से बाहर निकल जाएगा। ये प्रक्रियाएँ मैग्मा की परिणामी संरचना को परिभाषित करती हैं। पृथक्करण और निष्कर्षण की दक्षता के आधार पर, ज्वालामुखी और आग्नेय नलसाजी प्रणालियों की विभिन्न संरचनाएँ होंगी। पृथक्करण पिघल पृथक्करण अपने स्रोत चट्टान से अलग पिघलने की प्रक्रिया है। आंशिक पिघलने से सिलिका-समृद्ध पिघलने के बाद, स्रोत चट्टान के गुरुत्वाकर्षण संघनन द्वारा पिघल अलगाव प्राप्त किया जाता है। यह छिद्रों के माध्यम से पिघलने का कारण बनता है और पिघलने वाले अनाज की सीमाओं पर उत्पन्न होते हैं। जब पिघलने वाली बूंदों का निर्माण जारी रहता है और पिघलने का अनुपात बढ़ता रहता है, तो वे पिघलने वाले पूल के रूप में एक साथ इकट्ठा होते हैं। पिघलने की अंतःसंयोजनता यह निर्धारित करती है कि पिघलने को निकाला जा सकता है या नहीं। जब स्रोत चट्टान में पिघलने का प्रतिशत 7 प्रतिशत पर पहली परकोलेशन सीमा के करीब पहुंचता है, तो पिघलना शुरू हो जाता है। इस बिंदु पर, 80 प्रतिशत अनाज की सीमाएं पिघल जाती हैं और चट्टान बहुत कमजोर हो जाती है। जैसे-जैसे पिघलना बढ़ता है और पिघलना जारी रहता है, यह 26 प्रतिशत से 30 प्रतिशत के पिघलने के प्रतिशत के साथ दूसरी परकोलेशन सीमा तक पहुंच जाता है। स्रोत चट्टान का मैट्रिक्स टूटना शुरू हो जाएगा और पिघलना शुरू हो जाएगा। पिघलने के बाद ठोस से अलग हो जाता है, पिघल निष्कर्षण होता है। मैग्मा निष्कर्षण की दर अपने स्रोत चट्टान से विकसित मैग्मा चैनल नेटवर्क के स्थानिक वितरण और परस्पर जुड़ाव पर निर्भर करती है। पिघल निष्कर्षण के दो अंतिम सदस्य हैंः दालों में पिघलना निकाला जा सकता है यदि मैग्मा चैनलों का विकास तेजी से होता है और नेटवर्क अत्यधिक परस्पर जुड़ा हुआ है, या पिघलना लगातार स्रोत से निकाला जा सकता है यदि मैग्मा चैनलों को निरंतर और स्थिर तरीके से विकसित किया जाता है। इसके अलावा, मैग्मा निष्कर्षण पिघलने की रासायनिक संरचना, डाइक द्वारा ले जाए जाने वाले मैग्मा की मात्रा और परिणामस्वरूप, प्लूटोन में मैग्मा के आयतन प्रवाह को नियंत्रित करता है। ये अंततः वी. आई. पी. एस. की समग्र संरचना जैसे कि डाइक और प्लूटोन के गठन को नियंत्रित करेंगे। उदाहरण के लिए, यदि मैग्मा चैनल अच्छी तरह से जुड़े नहीं हैं, तो स्रोत को सफलतापूर्वक नहीं निकाला जा सकता है, और प्लूटोन को खिलाने के लिए पर्याप्त प्रसार करने से पहले डाइक जम सकते हैं। यदि स्रोत चट्टान पर्याप्त पिघलने के साथ डाइक चढ़ाई शुरू नहीं कर सकती है, तो स्रोत चट्टान अप्रचलित रह सकती है, जो स्रोत चट्टान की डायपेरिक चढ़ाई का पक्ष लेती है। मैग्मा चढ़ाई और परिवहन जब पर्याप्त पिघल संचय होता है, तो स्रोत में मैग्मा स्रोत से मैग्मा नलिकाओं के माध्यम से परत के उथले स्तर पर स्थानांतरित हो जाएगा और वी. आई. पी. एस. में विभिन्न मैग्मा जलाशयों और संरचनाओं का निर्माण करेगा। मैग्मा की उत्प्लावनता सभी प्रकार के परिवहन तंत्र की मुख्य प्रेरक शक्ति है। डायपेरिज्म एक डायपर तब बनता है जब उत्प्लावक, गर्म और नमनीय मैग्मा का एक धब्बा एक उच्च स्थलमंडलीय परत पर चढ़ता है। डायपिरिज्म को निचली से मध्य परत में मैग्मा परिवहन के मुख्य तंत्र के रूप में माना जाता है और यह डायपिरिज्म की फेल्सिक और मैफिक दोनों प्रक्रिया के लिए व्यवहार्य परिवहन तंत्रों में से एक है जो तभी शुरू होता है जब स्रोत क्षेत्र में पर्याप्त मात्रा में पिघल जमा होता है। जब स्रोत क्षेत्र में पिघलने का एक धब्बा उत्पन्न होता है और यह चढ़ने वाला होता है, तो विरूपण घनत्व अंतर के परिणामस्वरूप पिघलने और आसपास के देशी चट्टान के इंटरफेस पर समय-समय पर रेले-टेलर अस्थिरता का कारण बनता है। चूंकि पिघलना आसपास की चट्टान की तुलना में कम घना है, इसलिए रेले-टेलर की अस्थिरता बढ़ेगी और बढ़ेगी, और अंततः डायपर बन जाएगी। संख्यात्मक मॉडल और प्रयोगशाला प्रयोगों से पता चलता है कि यदि ऊपर की ओर पिघलना आसपास की देशी चट्टान की तुलना में कम चिपचिपा है, तो डंठल से जुड़ा एक गोलाकार आकार का डायपर बनेगा, जिसे स्टोक्स डायपर कहा जाता है। एक कमजोर और नमनीय परत में विशाल मैग्मा निकायों की चढ़ाई के लिए अधिमानतः स्टोक डायपरिज्म एक व्यवहार्य तंत्र है। गर्मी के नुकसान और जमने के कारण चढ़ाई के बीच में छोटे डायपर के जमने की संभावना होती है। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि एक डाइक-डायपर संकर मॉडल डायपर निर्माण का एक अधिक यथार्थवादी तंत्र हो सकता है। डाइक-डायपर जोड़ी के संख्यात्मक अनुकरण से पता चलता है कि डायपर के शीर्ष पर एक छद्म-डाइक क्षेत्र विकसित हो सकता है क्योंकि यह फैलता है, जो छत की चट्टानों को नरम करने और डायपर को चढ़ने की अनुमति देने के लिए आवश्यक है। यह यह भी दर्शाता है कि मैग्मा का एपिसोडिक इंजेक्शन डायपर प्रणाली के तापमान को बनाए रखने और इसे जमने से रोकने में महत्वपूर्ण है। डायपर को क्रस्टल और मेंटल डायपर में भी वर्गीकृत किया जा सकता है। क्रस्टल डायपर आंशिक पिघलने के कारण निचली परत से उच्चारण करता है। दूसरी ओर, मेंटल डायपर मेंटल में बनता है, और अंततः एमओएचओ के पार चढ़ता है या आंशिक पिघलने के लिए गर्मी प्रदान करने के लिए निचली परत को नीचे करता है। चैनल वाले आरोहण डाइक मैग्मा से भरे उप-ऊर्ध्वाधर फ्रैक्चर के लिए ऊर्ध्वाधर होते हैं जो परतों को काटते हैं, और वे स्रोत चट्टान को मैग्मा कक्ष, सिल्स से जोड़ते हैं और अंततः सतह तक पहुंच सकते हैं। डाइक में मैग्मा का परिवहन मैग्मा की उछाल के कारण होता है, और स्रोत चट्टान से जुड़े होने पर जलाशय का दबाव भी होता है। डाइक डायपर की तुलना में अधिक वेग से मैग्मा का परिवहन करते हैं क्योंकि डाइक आमतौर पर संकीर्ण चैनलों के एक विस्तारित नेटवर्क में होते हैं जिनका सतह क्षेत्र बड़ा होता है। हालांकि, बड़े सतह क्षेत्र का तात्पर्य है कि मैग्मा क्रिस्टलीकरण होना आसान है। इसलिए, कुछ डाइक सतह पर उठ सकते हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश कठोर परत के अवरोध के ठोस होने के कारण गहराई पर समाप्त हो जाते हैं। दो प्रकार के डाइक होते हैं, जिनमें क्षेत्रीय डाइक झुंड शामिल हैं जो एक गहरे मैग्मा स्रोत से उत्पन्न होते हैं, और स्थानीय शीट झुंड जो एक उथले मैग्मा जलाशय से उत्पन्न होते हैं। क्षेत्रीय डाइक झुंड आमतौर पर लंबे होते हैं जहां स्थानीय शीट झुंड झुके हुए और गोलाकार होते हैं, जिन्हें रिंग डाइक के रूप में भी जाना जाता है। डाइक की ज्यामिति तनाव क्षेत्र और देशी चट्टान में पहले से मौजूद दोषों और जोड़ों के वितरण से संबंधित है। इसलिए एक विस्तारित विवर्तनिक सेटिंग डाइक के गठन का समर्थन करती है। डक्टाइल फ्रैक्चर रॉक क्रीप द्वारा बनते हैं जिसमें डक्टाइल रीक्रिस्टलाइजेशन छोटे रिक्त स्थान पैदा करता है जो चट्टान को जोड़ते हैं और अंततः टूट जाते हैं। डक्टाइल फ्रैक्चर गहरी परत में पाए जा सकते हैं, क्योंकि विरूपण का तरीका भंगुर से डक्टाइल में बदल जाता है। डक्टाइल फ्रैक्चर परत के गहरे क्षेत्र में मैग्मा नलिकाओं से जुड़े होते हैं। दोष और कतरनी क्षेत्र मैग्मा के अंदर आने और ऊपरी स्तरों तक परिवहन के लिए कमजोरी की रेखाओं के रूप में कार्य करते हैं। क्षेत्रीय विरूपण के परिणामस्वरूप तीन मुख्य प्रकार के दोष हो सकते हैं जिनमें सामान्य दोष, विपरीत दोष और स्ट्राइक-स्लिप दोष शामिल हैं। विशेष रूप से, एक पारगमन दोष जो परतों को काटता है, प्रतिस्थापन के लिए जगह बनाकर मैग्मा के परिवहन और चढ़ाई से संबंधित है। मैग्मा प्रतिस्थापन जब मैग्मा चढ़ना बंद कर देता है, तो मैग्मा निकायों का जमना या मैग्मा की आपूर्ति बंद होने से मैग्मा जलाशयों का निर्माण होता है। मैग्मा प्रतिस्थापन स्रोत चट्टान के ऊपर किसी भी गहराई पर हो सकता है। मैग्मा प्रतिस्थापन मुख्य रूप से मैग्मा की आंतरिक शक्तियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है जिसमें उत्प्लावन और मैग्मा दबाव शामिल हैं। मैग्मा दबाव गहराई के साथ बदलता है क्योंकि ऊर्ध्वाधर तनाव गहराई का एक कार्य है। मैग्मा प्रतिस्थापन का एक अन्य मापदंड मैग्मा आपूर्ति की दर है। क्षेत्र साक्ष्य से, प्लूटोन के गठन में एक पल्स के बजाय मैग्मा इंजेक्शन के कई चरण शामिल होते हैं। मैग्मा की आपूर्ति बंद होने तक मैग्मा के छोटे समूह कई लाख वर्षों तक क्रमिक रूप से जमा होंगे। गठन और ज्यामिति की गहराई के अनुसार, मैग्मा प्रतिस्थापन को प्लूटोन, सिल्स, लैकोलिथ और लोपलिथ में वर्गीकृत किया जा सकता है। मध्य से निचली परत प्लूटोन की निचली परत में उत्सर्जित मैग्मा निकायों को प्लूटोन के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। वे अपनी लंबाई से बड़ी मोटाई के साथ सारणीबद्ध निकाय हैं। इसका तात्पर्य है कि प्रतिस्थापन के स्तर पर, मैग्मा मुख्य रूप से क्षैतिज रूप से बहता है। प्लूटोन की मोटाई एक किलोमीटर से लेकर लगभग दसियों किलोमीटर तक होती है। और कई मैग्मा दालों में प्लूटोन के निर्माण में लगभग 0.1 Ma से 6 Ma का समय लगता है। विभिन्न वातावरणों में प्लूटोन का विकास देश की चट्टान विशेषताओं और प्रतिस्थापन की गहराई का एक कार्य हो सकता है। क्षेत्र साक्ष्य से, जब प्लूटोन एक नमनीय वातावरण में बनते हैं, तो यह आसपास की चट्टानों को पार्श्व और ऊर्ध्वाधर दोनों तरह से विस्थापित कर देगा। हालांकि, भंगुर वातावरण के लिए, क्योंकि पार्श्व सीमांत में तनाव के लिए कोई प्रमाण नहीं है, प्लूटोन को ऊर्ध्वाधर तरीके से विस्थापित किया जाना चाहिए। इसलिए, देशी चट्टानों की घटती नमनीयता के साथ पार्श्व विस्थापन की संभावना कम हो जाती है। प्लूटोन के तल की ज्यामिति के आधार पर प्लूटोन को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन्हें वेज्ड-शेप प्लूटोन और टैबलेट-शेप प्लूटोन कहा जाता है। वेज के आकार के प्लूटोन आमतौर पर अनियमित आकार के होते हैं। उनकी जड़ें हो सकती हैं जो नीचे की ओर कम हो जाती हैं जो अंततः बेलनाकार आकार की फीडर संरचना बन जाती हैं जिससे फर्श अलग-अलग कोणों पर अंदर की ओर डूब जाते हैं। टेबलेट के आकार के प्लूटोन में समानांतर प्लूटोन फर्श और छतें होती हैं, और वेज के आकार के प्लूटोन की तुलना में ऊँचे किनारे होते हैं। कुछ प्लूटोन दो प्रकार की विशेषताओं को प्रदर्शित कर सकते हैं। मध्य से ऊपरी परत सिल्स को आम तौर पर शीट घुसपैठ के रूप में परिभाषित किया जाता है जो आकार में सारणीबद्ध होते हैं और आसपास की चट्टान परतों के लिए प्रमुख रूप से सुसंगत होते हैं। वे आमतौर पर पृथ्वी की सतह से तीन किलोमीटर नीचे स्थित होते हैं। अधिकांश सिल आकार में उप-क्षैतिज होते हैं क्योंकि वे आमतौर पर तलछटी परतों में पाए जाते हैं। हालांकि, कुछ मामलों में, तलछट तलछटी परतों को विकृत कर सकते हैं और अन्य ज्यामिति जैसे कि झुके हुए या उप-ऊर्ध्वाधर आकार प्रदर्शित कर सकते हैं। ढलान की लंबाई दसियों किलोमीटर तक हो सकती है। इसके आकार और देशी चट्टान के साथ एकरूपता के आधार पर, क्षेत्र साक्ष्य के आधार पर सिल्स को पांच अलग-अलग प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। वे हैं स्तरीकृत-समन्वयकारी सील्स, अतिक्रमणकारी सील्स, चरण-वार अतिक्रमणकारी सील्स, तश्तरी के आकार के सील्स, वी-आकार के सील्स और संकर सील्स। स्ट्रैटा-कॉनकोर्डेंट सिल एक सिल का क्लासिक प्रतिनिधित्व है। वे मेजबान चट्टान के साथ लगातार और सुसंगत रूप से विकसित होते हैं और अक्सर ऊपरी परत के गहरे हिस्से में पाए जाते हैं। अतिक्रमणकारी सिल काटते हैं और मेजबान चट्टान के लिए एक तिरछे कोण के साथ उच्च परतों में फैलते हैं, जो असंगत गुणों को प्रदर्शित करते हैं। यह आकार में सीधा होता है। चरण-वार अतिक्रमणकारी सील्स अतिक्रमणकारी सील्स के समान होते हैं, लेकिन वैकल्पिक समन्वय और विसंगत खंड होते हैं, जो चरण जैसी विशेषताओं का उत्पादन करते हैं। सॉसर के आकार की ढलानों में एक निचला केंद्रीय समवर्ती ढलान होता है, और दो उच्च बाहरी अतिक्रमणकारी ढलान होते हैं जो नोक पर चपटे हो जाते हैं। उनमें आम तौर पर एक मोटी आंतरिक ढलान होती है और बाहर की ओर पतली होती है। वी-आकार के सील्स कुछ हद तक तश्तरी के आकार के सील्स के समान होते हैं, लेकिन इसका आंतरिक भाग छोटा होता है। हाइब्रिड सिल उपरोक्त सिल की मिश्रित विशेषताओं को दर्शाता है। लैकोलिथ लैकोलिथ सिल के ढेर से बनते हैं। वे आम तौर पर गुंबद के आकार की संरचनाओं को थोड़ी ऊँची छतों और सपाट फर्श के साथ प्रदर्शित करते हैं जो चट्टान की परतों के अनुरूप होते हैं। वे तीन किलोमीटर से अधिक की गहराई पर बनते हैं। आम तौर पर मैग्मा को सिल के रूप में प्रतिस्थापित करने में 100 से 100,000 साल लगते हैं, और सिल के समूह से लैकोलिथ बनते हैं। लैकोलिथ का गठन प्रतिस्थापन शुरू होने पर देशी चट्टानों के जुड़ने और टूटने से नियंत्रित होता है। कमजोरी की ये रेखाएँ क्षैतिज आकार की प्रारंभिक ढलान जैसी संरचनाओं के निर्माण के लिए मार्ग प्रदान करती हैं। इस स्तर पर, शीट घुसपैठ प्रतिस्थापन का एक अधिक अनुकूल तंत्र है क्योंकि शीट के किनारे तेजी से ठंडा होते हैं, जो कतरनी क्षेत्र बनाता है जो आगे क्षैतिज विस्थापन की अनुमति देता है। कुछ समय के बाद, जब शीतलन दर कम हो जाती है, और जब सील्स एक दूसरे पर ढेर होते रहते हैं, तो शीट घुसपैठ अब एक अनुकूल तंत्र नहीं है क्योंकि कमजोरी के क्षेत्र कम हो जाते हैं। चट्टान के विस्थापन और विरूपण के कारण तलछटी परतों के बीच सामंजस्य भी कम हो रहा है। यहाँ, घुसपैठ के विकास को जारी रखने के लिए मुद्रास्फीति एक संभावित तंत्र है। यदि, इस बिंदु पर, मैग्मा का सतह क्षेत्र एक मैग्मा बल उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त बड़ा है जो ऊपरी परत के लिथोस्टैटिक भार को दूर कर सकता है, तो ऊर्ध्वाधर मुद्रास्फीति हो सकती है। मैग्मा कक्षों की ऊर्ध्वाधर मुद्रास्फीति लैकोलिथ बनाती है। लोपलिथ लेंटिकुलर कॉनकोर्डेंट घुसपैठ द्रव्यमान हैं जो एक उत्तल-नीचे आकार प्रदर्शित करते हैं। इसमें आम तौर पर फर्श का अवसाद शामिल होता है। लोपलिथ के निर्माण के लिए दो मॉडल प्रस्तावित किए गए थे। वे कैंटिलीवर मॉडल और पिस्टन मॉडल हैं। कैंटिलीवर मॉडल प्लूटोन मार्जिन पर लगभग एक बिंदु पर फर्श के झुकने के परिणामस्वरूप लोपलिथ के गठन का वर्णन करता है। यह साधारण कतरनी द्वारा अंतर्निहित परत को विकृत करता है और आंशिक पिघलने के डूबने की ओर ले जाता है। पिस्टन मॉडल में, लोपलिथ का गठन तब शुरू होता है जब केंद्रीय ब्लॉक का फर्श डूब जाता है। फर्श गाढ़ा होता रहता है और सारणीबद्ध आकार के बहुपद बनाता है। मैग्मा विभेदन इग्नियस घुसपैठ इग्नियस चट्टान इग्नियस गतिविधि संदर्भ ज्वालामुखीय स्थलमण्डल भी देखें।