Silicification
भूविज्ञान में, सिलिसिफिकेशन एक पेट्रिफिकेशन प्रक्रिया है जिसमें सिलिका युक्त तरल पदार्थ पृथ्वी की सामग्री जैसे चट्टानों, लकड़ी, हड्डियों, खोलों के रिक्त स्थान में रिसते हैं और मूल सामग्री को सिलिका (SiO2) से बदल देते हैं। सिलिका एक प्राकृतिक रूप से मौजूद और प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला यौगिक है जो पृथ्वी की परत और आवरण सहित कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों में पाया जाता है। विभिन्न प्रकार के सिलिसिफिकेशन तंत्र हैं। लकड़ी के सिलिसिफिकेशन में, सिलिका प्रवेश करती है और लकड़ी में दरारों और रिक्त स्थान जैसे पात्रों और कोशिका दीवारों पर कब्जा कर लेती है। मूल कार्बनिक पदार्थ को पूरी प्रक्रिया में बनाए रखा जाता है और समय के साथ धीरे-धीरे क्षय हो जाएगा। कार्बोनेट के सिलिसिफिकेशन में, सिलिका समान आयतन से कार्बोनेट की जगह लेती है। प्रतिस्थापन मूल चट्टान खनिजों के विघटन और सिलिका की वर्षा के माध्यम से पूरा किया जाता है। इससे मूल सामग्री को प्रणाली से बाहर निकाल दिया जाता है। मूल चट्टान की संरचना और संरचना के आधार पर, सिलिका चट्टान के केवल विशिष्ट खनिज घटकों को प्रतिस्थापित कर सकता है। सिलिका-समृद्ध तरल पदार्थों में सिलिक एसिड (H4SiO4) लेंटिकुलर, नोडुलर, रेशेदार, या एकत्रित क्वार्ट्ज, ओपल, या कैल्सेडोनी बनाता है जो चट्टान के भीतर बढ़ता है। सिलिसिफिकेशन तब होता है जब चट्टानें या कार्बनिक पदार्थ सिलिका युक्त सतह के पानी के संपर्क में होते हैं, तलछट के नीचे दबे होते हैं और भूजल प्रवाह के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, या ज्वालामुखीय राख के नीचे दबे होते हैं। सिलिसिफिकेशन अक्सर हाइड्रोथर्मल प्रक्रियाओं से जुड़ा होता है। सिलिसिफिकेशन के लिए तापमान विभिन्न स्थितियों में होता हैः दफन या सतह के पानी की स्थितियों में, सिलिसिफिकेशन के लिए तापमान लगभग 25°-50° हो सकता है; जबकि सिलिसस द्रव समावेशन के लिए तापमान 150°-190° तक हो सकता है। सिलिसिफिकेशन एक सिं-डिपोजिशनल या पोस्ट-डिपोजिशनल चरण के दौरान हो सकता है, आमतौर पर परतों के साथ अवसादन में परिवर्तन को चिह्नित करता है जैसे कि असंगति या बिस्तर के तल। सिलिका के स्रोत सिलिका के स्रोतों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता हैः कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों में सिलिका। पूर्व श्रेणी को बायोजेनिक सिलिका के रूप में भी जाना जाता है, जो जानवरों और पौधों में एक सर्वव्यापी सामग्री है। बाद की श्रेणी पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। सिलिकेट खनिज वर्तमान में पहचानी गई चट्टानों के 95 प्रतिशत के प्रमुख घटक हैं। जीवविज्ञान बायोजेनिक सिलिका डायजेनेसिस के लिए सिलिका का प्रमुख स्रोत है। प्रमुख उदाहरणों में से एक पौधों की पत्तियों में फाइटोलिथ में सिलिका की उपस्थिति है। घास, और इक्विसेटेसी। कुछ लोगों ने सुझाव दिया कि फाइटोलिथ में मौजूद सिलिका शाकाहारियों के खिलाफ एक रक्षा तंत्र के रूप में काम कर सकती है, जहां पत्तियों में सिलिका की उपस्थिति पाचन में कठिनाई को बढ़ाती है, जिससे शाकाहारियों की फिटनेस को नुकसान होता है। हालाँकि, जानवरों और पौधों की भलाई पर सिलिका के प्रभावों पर सबूत अभी भी अपर्याप्त हैं। इसके अलावा, स्पंज जानवरों में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले सिलिका का एक अन्य जैविक स्रोत हैं। वे वर्गीकरण प्रणाली में फ़ायलम पोरिफ़ेरा से संबंधित हैं। सिलिसियस स्पंज आमतौर पर सिलिसिफाइड तलछटी परतों के साथ पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए दक्षिण चीन में यानजियाहे फॉर्मेशन में। उनमें से कुछ स्पंज स्पाइक्यूल के रूप में होते हैं और सिलिसिफिकेशन के बाद माइक्रोक्रिस्टलाइन क्वार्ट्ज या अन्य कार्बोनेट से जुड़े होते हैं। यह पेत्रिफाइड जंगलों में चेर्ट बेड या चेर्ट जैसे अवक्षेपक बेड का मुख्य स्रोत भी हो सकता है। डायटम, समुद्री वातावरण में रहने वाले सूक्ष्म शैवाल का एक महत्वपूर्ण समूह, डायजेनेटिक सिलिका के स्रोत में महत्वपूर्ण योगदान देता है। उनके पास सिलिका से बनी कोशिका दीवारें होती हैं, जिन्हें डायटम फ्रस्ट्यूल्स के रूप में भी जाना जाता है। कुछ सिलिसिफाइड तलछटी चट्टानों में, डायटम के जीवाश्मों का पता चला है। इससे पता चलता है कि डायटम के फ्रस्ट्यूल सिलिसिफिकेशन के लिए सिलिका के स्रोत थे। कुछ उदाहरण हैं वाशिंगटन में मायोसिन एस्टोरिया फॉर्मेशन के सिलिसिफाइड चूना पत्थर, चिली में एल टाटियो गीजर फील्ड में सिलिसिफाइड इग्निम्ब्राइट और पश्चिमी प्रशांत गहरे समुद्र अभ्यास में तृतीयक सिलिसियस तलछटी चट्टानें। विभिन्न प्रजातियों में जैविक सिलिका की उपस्थिति एक बड़े पैमाने पर समुद्री सिलिका चक्र बनाती है जो समुद्र के माध्यम से सिलिका को प्रसारित करती है। इसलिए गहरे समुद्री तलछट में सक्रिय सिलिका उत्थान क्षेत्रों में सिलिका की मात्रा अधिक होती है। इसके अलावा, कार्बोनेट के गोले जो उथले समुद्री वातावरण में जमा होते हैं, महाद्वीपीय शेल्फ क्षेत्रों में सिलिका सामग्री को समृद्ध करते हैं। पृथ्वी के ऊपरी आवरण का प्रमुख घटक सिलिका (SiO2) है, जो इसे जल-तापीय तरल पदार्थों में सिलिका का प्राथमिक स्रोत बनाता है। SiO2 एक स्थिर घटक है। यह अक्सर ज्वालामुखीय चट्टानों में क्वार्ट्ज के रूप में दिखाई देता है। कुछ क्वार्ट्ज जो पहले से मौजूद चट्टानों से प्राप्त होते हैं, रेत और अपशिष्ट क्वार्ट्ज के रूप में दिखाई देते हैं जो सिलिसियस तरल पदार्थ का उत्पादन करने के लिए समुद्री जल के साथ बातचीत करते हैं। कुछ मामलों में, सिलिसियस चट्टानों में सिलिका हाइड्रोथर्मल परिवर्तन के अधीन होती है और कुछ तापमानों पर समुद्री पानी के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे आस-पास की सामग्रियों के सिलिसिफिकेशन के लिए एक अम्लीय घोल बनता है। चट्टान चक्र में, चट्टानों के रासायनिक अपक्षय से उप-उत्पादों के रूप में सिलिक एसिड के रूप में सिलिका भी निकलती है। वायुमंडलीय चट्टानों से सिलिका को पानी में धोया जाता है और उथले-समुद्री वातावरण में जमा किया जाता है। सिलिसिफिकेशन के तंत्र सिलिसिफिकेशन के दौरान भू-रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक माध्यम के रूप में हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों की उपस्थिति आवश्यक है। विभिन्न सामग्रियों के सिलिसिफिकेशन में, विभिन्न तंत्र शामिल होते हैं। कार्बोनेट जैसी चट्टान सामग्री के सिलिसिफिकेशन में, हाइड्रोथर्मल परिवर्तन के माध्यम से खनिजों का प्रतिस्थापन आम है; जबकि लकड़ी जैसे कार्बनिक पदार्थों का सिलिसिफिकेशन पूरी तरह से पारगमन की प्रक्रिया है। प्रतिस्थापन सिलिका के प्रतिस्थापन में दो प्रक्रियाएं शामिल हैंः 1) चट्टान खनिजों का विघटन 2) सिलिका की वर्षा इसे कार्बोनेट-सिलिका प्रतिस्थापन के माध्यम से समझाया जा सकता है। हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थ कार्बोनेट के साथ असंतृप्त होते हैं और सिलिका के साथ असंतृप्त होते हैं। जब कार्बोनेट चट्टानें जल-तापीय तरल पदार्थों के संपर्क में आती हैं, तो ढाल में अंतर के कारण, मूल चट्टान से कार्बोनेट तरल पदार्थ में घुल जाते हैं जबकि सिलिका उसमें से अवक्षेपित होती है। इसलिए घुलनशील कार्बोनेट को प्रणाली से बाहर निकाला जाता है जबकि अवक्षेपित सिलिका सिलिका चरण के आधार पर विभिन्न सिलिकेट खनिजों में पुनः क्रिस्टलीकृत हो जाता है। सिलिका की घुलनशीलता दृढ़ता से वातावरण के तापमान और पी. एच. मूल्य पर निर्भर करती है जहाँ पी. एच. 9 नियंत्रक मूल्य है। 9 से कम पी. एच. की स्थिति में, सिलिका तरल पदार्थ से बाहर निकलती है; जब पी. एच. मान 9 से ऊपर होता है, तो सिलिका अत्यधिक घुलनशील हो जाती है। पारगमन लकड़ी के सिलिसिफिकेशन में, सिलिका हाइड्रोथर्मल द्रव में घुल जाती है और कोशिका की दीवारों में लिग्निन में रिस जाती है। तरल पदार्थों से सिलिका की वर्षा रिक्त स्थान के भीतर, विशेष रूप से कोशिका दीवारों में सिलिका जमाव पैदा करती है। कोशिका सामग्री तरल पदार्थ द्वारा टूट जाती है, फिर भी खनिजों के विकास के कारण संरचना स्थिर रहती है। कोशिका संरचनाएँ धीरे-धीरे सिलिका द्वारा प्रतिस्थापित की जाती हैं। सिलिसियस तरल पदार्थों के निरंतर प्रवेश के परिणामस्वरूप सिलिसिफिकेशन के विभिन्न चरण होते हैं। प्राथमिक और माध्यमिक। समय के साथ तरल पदार्थों के नुकसान से देर से सिलिका जोड़ने के माध्यम से सिलिसीकृत लकड़ी के सीमेंटेशन की ओर जाता है। सिलिसिफिकेशन की दर कुछ कारकों पर निर्भर करती हैः 1) मूल कोशिकाओं के टूटने की दर 2) तरल पदार्थ में सिलिका स्रोतों और सिलिका सामग्री की उपलब्धता 3) सिलिसिफिकेशन वातावरण का तापमान और पी. एच. 4) अन्य डायजेनेटिक प्रक्रियाओं का हस्तक्षेप ये कारक सिलिसिफिकेशन प्रक्रिया को कई तरह से प्रभावित करते हैं। मूल कोशिकाओं के टूटने की दर खनिज ढांचे के विकास को नियंत्रित करती है, इसलिए सिलिका का प्रतिस्थापन होता है। सिलिका की उपलब्धता सीधे तरल पदार्थों में सिलिका की मात्रा को निर्धारित करती है। सिलिका की मात्रा जितनी अधिक होगी, उतनी ही तेजी से सिलिसिफिकेशन हो सकता है। यही अवधारणा हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थों की उपलब्धता पर भी लागू होती है। पर्यावरण का तापमान और पी. एच. सिलिसिफिकेशन होने की स्थिति निर्धारित करता है। यह दफन की गहराई या ज्वालामुखीय घटनाओं के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। अन्य डायजेनेटिक प्रक्रियाओं का हस्तक्षेप कभी-कभी सिलिसिफिकेशन में गड़बड़ी पैदा कर सकता है। अन्य भूगर्भीय प्रक्रियाओं के लिए सिलिसिफिकेशन का सापेक्ष समय आगे की भूगर्भीय व्याख्याओं के लिए एक संदर्भ के रूप में काम कर सकता है। ज्वालामुखीय चट्टानों के उदाहरण कनाडा के दक्षिणपूर्वी तट, न्यूफाउंडलैंड में कॉन्सेप्शन बे में, पूर्व-कैम्ब्रियन से कैम्ब्रियन से जुड़ी ज्वालामुखीय चट्टानों की एक श्रृंखला को सिलिसिफाइड किया गया था। चट्टानों में मुख्य रूप से रियोलिटिक और बेसाल्टिक प्रवाह होते हैं, जिसमें क्रिस्टल टफ और ब्रेशिया आपस में जुड़े होते हैं। क्षेत्रीय सिलिसिफिकेशन को अन्य भू-रासायनिक प्रक्रियाओं से पहले एक प्रारंभिक परिवर्तन प्रक्रिया के रूप में किया गया था। क्षेत्र के पास सिलिका का स्रोत एक स्थिर स्थिति में रियोलिटिक प्रवाह से गर्म सिलिसियस तरल पदार्थ से था। सिलिका का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सफेद कैल्सेडोनिक क्वार्ट्ज, क्वार्ट्ज नसों के साथ-साथ दानेदार क्वार्ट्ज क्रिस्टल के रूप में दिखाई दिया। चट्टान संरचनाओं में अंतर के कारण, सिलिका निकट स्थानों की चट्टानों में विभिन्न सामग्रियों की जगह लेती है। निम्नलिखित तालिका विभिन्न स्थानों पर सिलिका के प्रतिस्थापन को दर्शाती हैः मेटामॉर्फिक चट्टानें संयुक्त अरब अमीरात में ओमान के सेमेल नैपे में, सिलिसिफाइड सर्पिनाइट पाया गया था। इस तरह की भूगर्भीय विशेषताओं की घटना असामान्य है। यह एक छद्म आकृति परिवर्तन है जहां सर्पिनाइट का प्रोटोलिथ पहले से ही सिलिसिफाइड था। विवर्तनिक घटनाओं के कारण, बेसल सर्पिनाइट टूट गया था और भूजल दोषों के साथ व्याप्त हो गया था, जिससे स्तर के भीतर भूजल का बड़े पैमाने पर परिसंचरण होता है। हाइड्रोथर्मल विघटन के माध्यम से, सिलिका सर्पिनाइट के रिक्त स्थान के चारों ओर अवक्षेपित और क्रिस्टलीकृत होती है। इसलिए, सिलिसिफिकेशन केवल भूजल मार्गों के साथ देखा जा सकता है। सर्पिनाइट का सिलिसिफिकेशन उस स्थिति में बनाया गया था जहां भूजल प्रवाह और कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता कम होती है। कार्बोनेट सिलिसिफाइड कार्बोनेट सिलिसिफाइड कार्बोनेट रॉक परतों के रूप में या सिलिसिफाइड कार्स्ट के रूप में दिखाई दे सकते हैं। मध्य स्पेन में पेलियोजेन मैड्रिड बेसिन अल्पाइन उत्थान के परिणामस्वरूप एक अग्रभूमि बेसिन है, जो चट्टान की परतों में सिलिसिफाइड कार्बोनेट का एक उदाहरण है। लिथोलॉजी में कार्बोनेट और डिट्रिटस इकाइयाँ होती हैं जो एक लैकुस्ट्रिन वातावरण में बनाई गई थीं। चट्टान इकाइयों को सिलिसिफाइड किया जाता है जहां परतों में चेर्ट, क्वार्ट्ज और ओपेलिन खनिज पाए जाते हैं। यह अंतर्निहित वाष्पशील परतों के अनुरूप है, जो समान उम्र के भी हैं। यह पाया गया है कि चट्टान स्तर के भीतर सिलिसिफिकेशन के दो चरण थे। सिलिसिफिकेशन के शुरुआती चरण ने सिलिका की वर्षा के लिए एक बेहतर स्थिति और स्थान प्रदान किया। सिलिका का स्रोत अभी भी अनिश्चित है। कार्बोनेट से कोई जैविक सिलिका का पता नहीं चला है। हालांकि, कार्बोनेट में माइक्रोबियल फिल्म पाए जाते हैं, जो डायटम की उपस्थिति का सुझाव दे सकते हैं। कार्स्ट कार्बोनेट गुफाएँ हैं जो चूना पत्थर और डोलोमाइट जैसी कार्बोनेट चट्टानों के विघटन से बनती हैं। वे आमतौर पर भूजल के प्रति अतिसंवेदनशील होते हैं और इन जल निकासी में घुल जाते हैं। सिलिसिफाइड कार्स्ट और गुफा भंडार तब बनते हैं जब सिलिसियस तरल पदार्थ दोष और दरारों के माध्यम से कार्स्ट में प्रवेश करते हैं। मध्य एरिजोना में अपाचे समूह का मध्य-प्रोटेरोजोइक मेस्कल चूना पत्थर सिलिसिफाइड कार्स्ट का उत्कृष्ट उदाहरण है। कार्बोनेट के एक हिस्से को प्रारंभिक डायजेनेसिस में चेर्ट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है और शेष हिस्से को बाद के चरणों में पूरी तरह से सिलिसिफाइड किया जाता है। कार्बोनेट में सिलिका का स्रोत आमतौर पर बायोजेनेटिक सिलिका की उपस्थिति से जुड़ा होता है; हालाँकि, मेस्कल लाइमस्टोन में सिलिका का स्रोत ऊपरी बेसाल्ट के अपक्षय से है, जो उच्च सिलिका सामग्री वाली बाहरी आग्नेय चट्टानें हैं। सिलिसिफाइड वुड्स का सिलिसिफिकेशन आमतौर पर स्थलीय स्थितियों में होता है, लेकिन कभी-कभी यह जलीय वातावरण में किया जा सकता है। सिलिका-समृद्ध गर्म झरनों में सिलिका की वर्षा के माध्यम से सतही जल सिलिसिफिकेशन किया जा सकता है। मध्य जापान के उत्तरी तट पर, तातयामा गर्म झरने में उच्च सिलिका सामग्री होती है जो पास के गिरे हुए जंगलों और जैविक पदार्थों के सिलिसिफिकेशन में योगदान देती है। सिलिका तरल पदार्थों से तेजी से बाहर निकलती है और ओपल सिलिका का मुख्य रूप है। लगभग 70 डिग्री सेल्सियस के तापमान और लगभग 3 के पी. एच. मान के साथ, जमा किया गया ओपल यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित विभिन्न आकारों के सिलिका गोले से बना होता है। प्रारंभिक सिलिसिफिकेशन हेडियन-आर्कियन संक्रमण के दौरान लगभग 3.9 जी. ए. पर समुद्री तल पर माफिक मैग्मा का प्रभुत्व था। तेजी से सिलिसिफिकेशन के कारण, फेल्सिक महाद्वीपीय परत बनने लगी। आर्कियन में, महाद्वीपीय परत टोनलाइट-ट्रोंडजेमाइट-ग्रेनोडियोराइट (टी. टी. जी.) के साथ-साथ ग्रेनाइट-मोनजोनाइट-साइनाइट सुइट्स से बनी थी। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में स्थित पिलबारा क्रैटन में माउंट गोल्डस्वर्थी एक आर्कियन क्लास्टिक मेटा-सेडिमेंटरी चट्टान अनुक्रम के साथ प्रारंभिक सिलिसिफिकेशन उदाहरणों में से एक है, जो सिलिसिफिकेशन और हाइड्रोथर्मल परिवर्तन के साक्ष्य के साथ प्रारंभिक समय में पृथ्वी के सतह के वातावरण को प्रकट करता है। खनिज संरचना के मामले में खोजी गई चट्टानें सी. आई. ओ. 2 प्रमुख पाई गई हैं। कम तापमान पर समुद्री जल के साथ हाइड्रोथर्मल इंटरैक्शन के कारण उत्तराधिकार को उच्च स्तर के सिलिसिफिकेशन के अधीन किया गया था। लिथिक टुकड़ों को माइक्रोक्रिस्टलाइन क्वार्ट्ज से बदल दिया गया और सिलिसिफिकेशन के दौरान प्रोटोलिथ को बदल दिया गया। सिलिसिफिकेशन की स्थिति और मौजूद तत्वों ने सुझाव दिया कि सतह का तापमान और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा सिं-डिपोजिशन और पोस्ट-डिपोजिशन दोनों के दौरान अधिक थी। दक्षिण अफ्रीका में बार्बर्टन ग्रीनस्टोन बेल्ट, विशेष रूप से लगभग 3.5-3.2 Ga का इस्वातिनी सुपरग्रुप, अच्छी तरह से संरक्षित सिलिसिफाइड ज्वालामुखीय-तलछटी चट्टानों का एक समूह है। अल्ट्रामेफिक से लेकर फेल्सिक तक की संरचना के साथ, सिलिसिफाइड ज्वालामुखीय चट्टानें सीधे बिस्तर वाली चेर्ट परत के नीचे होती हैं। चट्टानें बिस्तर वाले चेर्ट संपर्क के पास अधिक सिलिसिफाइड होती हैं, जो चेर्ट निक्षेपण और सिलिसिफिकेशन के बीच संबंध का सुझाव देती हैं। सिलिका परिवर्तित क्षेत्रों से पता चलता है कि हाइड्रोथर्मल गतिविधियाँ, जैसे कि समुद्री जल परिसंचरण में, बिस्तर वाले चेर्ट के जमाव के दौरान फ्रैक्चर और फॉल्ट के माध्यम से चट्टान की परतों को सक्रिय रूप से प्रसारित करती हैं। समुद्री जल को गर्म किया गया था और इसलिए ज्वालामुखीय उत्पत्ति के नीचे से मादक पदार्थ उठाए गए थे। सिलिका समृद्ध तरल पदार्थ कम तापमान की स्थिति में सिंक-जमा अवस्था में छिद्रपूर्ण पदार्थों में रिसने के माध्यम से चट्टानों का सिलिसिफिकेशन करते हैं। मेटासोमैटिज्म पर्मिनरलाइजेशन स्यूडोमोर्फ सिलिका चक्र संदर्भ भी देखें तलछटी चट्टानें भू-रासायनिक प्रक्रियाएं सिलिकेट खनिज