Iron-rich sedimentary rocks
लौह-समृद्ध तलछटी चट्टानें तलछटी चट्टानें हैं जिनमें 15 डब्ल्यू. टी.% या उससे अधिक लोहा होता है। हालांकि, अधिकांश तलछटी चट्टानों में अलग-अलग मात्रा में लोहा होता है। इनमें से अधिकांश चट्टानें विशिष्ट भूवैज्ञानिक समय अवधि के दौरान जमा की गई थींः प्रीकैम्ब्रियन (3800 से 539 मिलियन वर्ष पहले), प्रारंभिक पेलियोज़ोइक (539 से 419 मिलियन वर्ष पहले), और मध्य से अंत तक मेसोज़ोइक (205 से 66 मिलियन वर्ष पहले)। कुल मिलाकर, वे कुल तलछटी अभिलेख का एक बहुत छोटा हिस्सा बनाते हैं। लौह-समृद्ध तलछटी चट्टानों का लौह अयस्कों के रूप में आर्थिक उपयोग होता है। अंटार्कटिका को छोड़कर सभी प्रमुख महाद्वीपों में लोहे के भंडार पाए गए हैं। ये लोहे का एक प्रमुख स्रोत हैं और वाणिज्यिक उपयोग के लिए इनका खनन किया जाता है। मुख्य लौह अयस्क हेमेटाइट, गोइथाइट और मैग्नेटाइट से बने ऑक्साइड समूह से हैं। कार्बोनेट साइडराइट का भी आमतौर पर खनन किया जाता है। लोहे की संरचनाओं की एक उत्पादक पट्टी को लोहे की सीमा के रूप में जाना जाता है। वर्गीकरण लोहे से भरपूर तलछटी चट्टानों के लिए स्वीकृत वर्गीकरण योजना उन्हें दो वर्गों में विभाजित करना हैः लोहे के पत्थर और लोहे की संरचना लोहे के पत्थर लोहे के पत्थरों की संरचना में 15 प्रतिशत या उससे अधिक लोहा होता है। चट्टान को लोहे से भरपूर तलछटी चट्टान भी माना जाना आवश्यक है। आम तौर पर, वे फैनेरोजोइक से हैं जिसका अर्थ है कि उनकी आयु वर्तमान से लेकर 54 करोड़ वर्ष पहले तक है। इनमें निम्नलिखित समूहों के लौह खनिज हो सकते हैंः ऑक्साइड, कार्बोनेट और सिलिकेट। ऑक्साइड युक्त लौह-समृद्ध चट्टानों में खनिजों के कुछ उदाहरण लिमोनाइट, हेमेटाइट और मैग्नेटाइट हैं। कार्बोनेट युक्त लौह-समृद्ध चट्टान में खनिज का एक उदाहरण साइडराइट है और सिलिकेट युक्त लौह-समृद्ध चट्टान में खनिजों का एक उदाहरण कैमोसाइट है। वे अक्सर चूने के पत्थरों, शैल और महीन दाने वाले रेत के पत्थरों से जुड़े होते हैं। वे आम तौर पर गैर-बैंडेड होते हैं, हालांकि उन्हें कभी-कभी बहुत मोटे रूप से बैंडेड किया जा सकता है। वे कठोर और गैर-चतुर हैं। चट्टान के घटकों का आकार रेत से लेकर मिट्टी तक है, लेकिन इसमें बहुत अधिक सिलिका नहीं है। ये अधिक एल्यूमीनियम वाले भी होते हैं। वे टुकड़े टुकड़े में नहीं होते हैं और कभी-कभी उनमें ऊइड्स होते हैं। ऑइड्स एक विशिष्ट विशेषता हो सकती है, हालांकि वे आम तौर पर लोहे के पत्थरों का मुख्य घटक नहीं होते हैं। लोहे की पत्थरों के भीतर, ऊइड लोहे के सिलिकेट्स और/या लोहे के ऑक्साइड से बने होते हैं और कभी-कभी बारी-बारी से लैमिने में होते हैं। इनमें आम तौर पर जीवाश्म अवशेष होते हैं और कभी-कभी जीवाश्मों को आंशिक या पूरी तरह से लोहे के खनिजों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इसका एक अच्छा उदाहरण पायरिटाइज़ेशन है। वे आकार में छोटे होते हैं और लोहे की संरचनाओं की तुलना में विकृत या रूपांतरित होने की संभावना कम होती है। आयरन बॉल शब्द का उपयोग कभी-कभी आयरनस्टोन नोड्यूल का वर्णन करने के लिए किया जाता है। लोहे की संरचना लोहे की संरचना में कम से कम 15 प्रतिशत लोहे की संरचना होनी चाहिए, जैसे कि लोहे के पत्थर और सभी लोहे से भरपूर तलछटी चट्टानें। हालांकि, लोहे की संरचनाएं मुख्य रूप से प्रीकैम्ब्रियन आयु की होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे 4600 से 59 करोड़ वर्ष पुरानी हैं। वे लोहे के पत्थरों से बहुत पुराने हैं। वे चेर्टी होते हैं, हालांकि चेर्ट का उपयोग लोहे की संरचनाओं को वर्गीकृत करने के तरीके के रूप में नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह कई प्रकार की चट्टानों में एक सामान्य घटक है। वे अच्छी तरह से बँडेड हैं और बैंडिग कुछ मिलीमीटर से लेकर दसियों मीटर मोटी तक हो सकती है। परतों में बहुत अलग पट्टियों वाले उत्तराधिकार होते हैं जो लोहे से भरपूर परतों से बने होते हैं जो चेर्ट की परतों के साथ वैकल्पिक होते हैं। लोहे की संरचनाएं अक्सर डोलोमाइट, क्वार्ट्ज-समृद्ध बलुआ पत्थर और काले शेल के साथ जुड़ी होती हैं। वे कभी-कभी स्थानीय रूप से चेर्ट या डोलोमाइट में श्रेणीबद्ध होते हैं। उनमें कई अलग-अलग बनावट हो सकती हैं जो चूना पत्थर से मिलती-जुलती हैं। इनमें से कुछ बनावट माइक्रिटिक, पेल्टेड, इंट्राक्लास्टिक, पेलॉइडल, ऊलिटिक, पिसोलिटिक और स्ट्रोमैटोलिटिक हैं। निम्न-श्रेणी के लोहे की संरचनाओं में, विभिन्न प्रकार के चेहरे पर निर्भर विभिन्न प्रमुख खनिज होते हैं। ऑक्साइड फेसिस में प्रमुख खनिज मैग्नेटाइट और हेमेटाइट हैं। सिलिकेट फेशियों में प्रमुख खनिज ग्रीनएलाइट, मिनेसोटाइट और ग्लौकनाइट हैं। कार्बोनेट फेशियों में प्रमुख खनिज साइडराइट है। सल्फाइड फेशियों में प्रमुख खनिज पाइराइट है। अधिकांश लोहे की संरचनाएं केवल अपनी अविश्वसनीय रूप से वृद्धावस्था के कारण विकृत या रूपांतरित होती हैं, लेकिन वे अभी भी अपनी अनूठी विशिष्ट रासायनिक संरचना को बनाए रखते हैं; यहां तक कि उच्च रूपांतरित ग्रेड पर भी। ग्रेड जितना ऊँचा होगा, यह उतना ही अधिक रूपांतरित होगा। निम्न श्रेणी की चट्टानों को केवल संकुचित किया जा सकता है जबकि उच्च श्रेणी की चट्टानों को अक्सर पहचाना नहीं जा सकता है। इनमें अक्सर बैंडेड लोहे की संरचनाओं और दानेदार लोहे की संरचनाओं का मिश्रण होता है। लौह संरचनाओं को उपखंडों में विभाजित किया जा सकता है जिन्हें बैंडेड आयरन फॉर्मेशन (बी. आई. एफ.) और दानेदार लौह संरचना (जी. आई. एफ.) के रूप में जाना जाता है। उपरोक्त वर्गीकरण योजना सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली और स्वीकृत है, हालांकि कभी-कभी एक पुरानी प्रणाली का उपयोग किया जाता है जो लोहे से भरपूर तलछटी चट्टानों को तीन श्रेणियों में विभाजित करती हैः दलदल लोहे के भंडार, लोहे के पत्थर और लोहे की संरचना। बोग-आयरन का भंडार लोहा है जो ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से एक बोग या दलदल में बनता है। बैंडेड आयरन फॉर्मेशन बनाम दानेदार आयरन फॉर्मेशन बैंडेड आयरन फॉर्मेशन बैंडेड आयरन फॉर्मेशन (बी. आई. एफ.) मूल रूप से रासायनिक कीचड़ थे और इसमें अच्छी तरह से विकसित पतले टुकड़े टुकड़े होते हैं। प्रीकैम्ब्रियन में बिलों की कमी के कारण वे इस लेमिनेशन को प्राप्त करने में सक्षम हैं। बी. आई. एफ. नियमित रूप से बारी-बारी से परतें दिखाते हैं जो लोहे और चेर्ट से भरपूर होती हैं जिनकी मोटाई कुछ मिलीमीटर से लेकर कुछ सेंटीमीटर तक होती है। संरचना स्तरीकृत रूप से दसियों से सैकड़ों मीटर तक निर्बाध रूप से जारी रह सकती है। इन संरचनाओं में तलछटी संरचनाएँ हो सकती हैं जैसे क्रॉस-बेडिंग, श्रेणीबद्ध बेडिंग, लोड कास्ट, लहर के निशान, मिट्टी की दरारें और कटाव चैनल। जी. आई. एफ. की तुलना में, बी. आई. एफ. में लौह खनिजों का एक बहुत बड़ा वर्णक्रम होता है, जिनमें अधिक कम चेहरे होते हैं, और अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं। बी. आई. एफ. को उनके गठन की प्रकृति और अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों से संबंधित विशेषताओं के आधार पर प्रकार श्रेणियों में विभाजित किया गया है। बैंडेड आयरन संरचनाओं की कुछ श्रेणियां रैपिटन प्रकार, अल्गोमा प्रकार और सुपीरियर प्रकार हैं। रैपिटन प्रकार आर्कियन और प्रारंभिक प्रोटेरोज़ोइक के ग्लेशियोजेनिक अनुक्रमों से जुड़े हैं। यह प्रकार विशिष्ट है क्योंकि इस अवधि के दौरान अन्य संरचनाओं की तुलना में हाइड्रोथर्मल-इनपुट का इस गठन के दुर्लभ पृथ्वी तत्व (आर. ई. ई.) रसायन विज्ञान पर कम प्रभाव पड़ता है। अल्गोमा प्रकार के अल्गोमा छोटे लेंटिकुलर लोहे के भंडार हैं जो ज्वालामुखीय चट्टानों और टर्बिडाइट से जुड़े होते हैं। इस वर्ग के प्रकार में लोहे की मात्रा शायद ही कभी 1010 टन से अधिक होती है। इनकी मोटाई 10-100 मीटर तक होती है। निक्षेपण द्वीप आर्क/बैक आर्क बेसिन और इंट्राक्रेटोनिक दरार क्षेत्रों में होता है। सुपीरियर प्रकार के सुपीरियर स्थिर अलमारियों और चौड़े बेसिनों में बड़े, मोटे, व्यापक लोहे के भंडार हैं। इस वर्ग के प्रकार में कुल लोहे की मात्रा 1013 टन से अधिक है। वे 105 किलोमीटर से अधिक तक फैल सकते हैं। जमा समुद्रों के अतिक्रमण के तहत अपेक्षाकृत उथली समुद्री स्थितियों में होता है। दानेदार लोहे की संरचनाएं (जी. आई. एफ.) मूल रूप से अच्छी तरह से छँटाई की गई रासायनिक रेत थीं। उनमें सम, निरंतर बिस्तर की कमी होती है जो असंतत परतों का रूप लेती है। असंतुलित परतें संभवतः उन परतों का प्रतिनिधित्व करती हैं जो तूफान की लहरों और धाराओं से उत्पन्न हुई थीं। कोई भी परत जो कुछ मीटर से मोटी हो और निर्बाध हो, जीआईएफ के लिए दुर्लभ है। इनमें रेत के आकार के गुच्छे और एक महीन दाने वाला मैट्रिक्स होता है, और ये आम तौर पर ऑक्साइड या सिलिकेट खनिज पहलुओं से संबंधित होते हैं। निक्षेपण पर्यावरण लौह-समृद्ध तलछटी चट्टानों से जुड़े चार प्रकार के चेहरे हैंः ऑक्साइड-, सिलिकेट-, कार्बोनेट-और सल्फाइड-फेसी। ये मुख समुद्री वातावरण में पानी की गहराई के अनुरूप हैं। ऑक्साइड-फेसी सबसे अधिक ऑक्सीकरण स्थितियों में अवक्षेपित होते हैं। सिलिकेट-और कार्बोनेट-फेसी मध्यवर्ती रेडॉक्स स्थितियों में अवक्षेपित होते हैं। सल्फाइड-फेसी सबसे कम होने वाली स्थितियों में अवक्षेपित होते हैं। उथले पानी में लोहे से भरपूर तलछटी चट्टानों की कमी है जो इस निष्कर्ष पर ले जाती है कि निक्षेपण वातावरण महाद्वीपीय शेल्फ और ऊपरी महाद्वीपीय ढलान से लेकर अथाह मैदान तक है। (आरेख में अथाह मैदान का लेबल नहीं है, लेकिन यह समुद्र के तल पर आरेख के सबसे दाईं ओर स्थित होगा)। फेरस और फेरिक आयरन कई खनिजों में रासायनिक प्रतिक्रियाएं हैं, विशेष रूप से रेत के पत्थरों के भीतर। एफ. ई. 2 + मिट्टी, कार्बोनेट, सल्फाइड में होता है और कम मात्रा में फेल्डस्पार्स के भीतर भी होता है। Fe3 + ऑक्साइड, हाइड्रस, एनहाइड्रस और ग्लौकोनाइट्स में होता है। आम तौर पर, लोहे की उपस्थिति ऑक्सीकरण से कुछ रंगों के कारण एक चट्टान के भीतर होने के लिए निर्धारित की जाती है। ऑक्सीकरण एक तत्व से इलेक्ट्रॉनों का नुकसान है। ऑक्सीकरण बैक्टीरिया या रासायनिक ऑक्सीकरण से हो सकता है। यह अक्सर तब होता है जब लौह आयन पानी के संपर्क में आते हैं (सतह के पानी के भीतर घुलनशील ऑक्सीजन के कारण) और जल-खनिज प्रतिक्रिया होती है। लोहे के ऑक्सीकरण/कमी का सूत्र हैः फे2 + फी3 + + ई-यह सूत्र दाहिनी ओर ऑक्सीकरण या बाईं ओर कमी के लिए काम करता है। फे2 + लोहे का लौह रूप है। लोहे का यह रूप आसानी से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है और एक हल्का कम करने वाला एजेंट है। ये यौगिक अधिक घुलनशील होते हैं क्योंकि ये अधिक गतिशील होते हैं। फे3 + लोहे का फेरिक रूप है। लोहे का यह रूप संरचनात्मक रूप से बहुत स्थिर है क्योंकि इसका संयोजकता इलेक्ट्रॉन कोश आधा भरा हुआ है। लेटराइजेशन लेटराइजेशन एक मिट्टी बनाने की प्रक्रिया है जो चौड़े पत्ते वाले सदाबहार जंगलों के तहत गर्म और नम जलवायु में होती है। लेटराइजेशन द्वारा बनाई गई मिट्टी में उच्च लौह और एल्यूमीनियम ऑक्साइड सामग्री होती है। गोइथाइट अक्सर इस प्रक्रिया से बनाया जाता है और तलछट में लोहे का एक प्रमुख स्रोत है। हालांकि, एक बार जब यह जमा हो जाता है तो हेमेटाइट के साथ संतुलन में आने के लिए इसे निर्जलित किया जाना चाहिए। निर्जलीकरण प्रतिक्रिया हैः 2 फीओ (ओएच) → फी2ओ3 + एच2ओ पायरिटाइज़ेशन पायरिटाइज़ेशन भेदभावपूर्ण है। यह शायद ही कभी नरम ऊतक जीवों के साथ होता है और अरगोनिटिक जीवाश्म कैल्साइट जीवाश्मों की तुलना में इसके प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। यह आमतौर पर समुद्री निक्षेपण वातावरण में होता है जहां कार्बनिक पदार्थ होते हैं। प्रक्रिया सल्फेट की कमी के कारण होती है जो कार्बोनेट कंकाल (या गोले) को पाइराइट (एफ. ई. एस. 2) से बदल देती है। यह आम तौर पर विस्तार को संरक्षित नहीं करता है और संरचना के भीतर कई माइक्रोक्रिस्टल के रूप में पाइराइट बनते हैं। मीठे पानी के वातावरण में, सल्फेट की कम मात्रा के कारण साइडराइट पाइराइट के बजाय कार्बोनेट के गोले की जगह लेगा। जीवाश्म के भीतर होने वाले पायरिटाइज़ेशन की मात्रा को कभी-कभी पायरिटाइज़ेशन की डिग्री (डी. ओ. पी.) के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। लौह खनिज एंकराइट () और साइडराइट () कार्बोनेट होते हैं और क्षारीय होते हैं, जो स्थितियों को कम करते हैं। वे आमतौर पर मिट्टी के पत्थरों और गाद के पत्थरों में संघनन के रूप में होते हैं। पाइराइट और मार्कासाइट (एफ. ई. एस. 2) सल्फाइड खनिज हैं और कम करने वाली स्थितियों के पक्ष में हैं। वे महीन दाने वाले, गहरे रंग के मिट्टी के पत्थरों में सबसे आम हैं। हेमेटाइट (फे2ओ3) आमतौर पर लाल तल में वर्णक होता है और इसके लिए ऑक्सीकरण स्थितियों की आवश्यकता होती है। लिमोनाइट (2Fe2O3·3H2O) का उपयोग लोहे के अज्ञात विशाल हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड के लिए किया जाता है। संचरित प्रकाश के तहत सूक्ष्मदर्शी के तहत पतले खंड मैग्नेटाइट और हेमेटाइट में लोहे से भरपूर चट्टानें अपारदर्शी होती हैं। परावर्तित प्रकाश के तहत, मैग्नेटाइट धातु और चांदी या काले रंग के रूप में दिखाई देता है। हेमेटाइट का रंग अधिक लाल-पीला होगा। पाइराइट को अपारदर्शी, पीले-सुनहरे रंग और धातु के रूप में देखा जाता है। कैमोसाइट पतले खंड में एक जैतून-हरा रंग है जो आसानी से ऑक्सीकरण करके लिमोनाइट में बदल जाता है। जब यह आंशिक रूप से या पूरी तरह से लिमोनाइट में ऑक्सीकृत हो जाता है, तो हरा रंग पीला-भूरा हो जाता है। सूक्ष्मदर्शी के तहत भी लिमोनाइट अपारदर्शी है। कैमोसाइट एक लोहे का सिलिकेट है और इसमें लगभग शून्य का बाइरफ्रिंजेन्स होता है। साइडराइट एक लौह कार्बोनेट है और इसमें बहुत अधिक बाइरफ्रिंजेन्स होता है। पतले खंड अक्सर ऊलिटिक लोहे के पत्थरों के भीतर समुद्री जीवों को प्रकट करते हैं। पुराने नमूनों में, संपीड़न के कारण अंडों को तिरछा किया जा सकता है और दोनों छोरों पर पूंछ जुड़ी हो सकती है। संदर्भ तलछटी चट्टानें लौह अयस्क