खनिज निर्माण और स्थिरता
खनिज केवल तापमान, दबाव और संघटन की उन सीमाओं के भीतर ही बनते और बने रहते हैं जहाँ उनकी संरचनाएँ ऊष्मागतिकीय रूप से स्थिर होती हैं।
Definition
भौतिक और रासायनिक स्थितियों का अध्ययन, जो ऊष्मागतिकी और गतिकी द्वारा नियंत्रित होती हैं, जिनके तहत खनिज क्रिस्टलीकृत होते हैं, रूपांतरित होते हैं और स्थिर रहते हैं।
Scope
यह विषय खनिज निर्माण पर ऊष्मागतिकीय और गतिज नियंत्रणों को शामिल करता है: गिब्स मुक्त ऊर्जा, प्रावस्था आरेख और स्थिरता क्षेत्र, नाभिकीयकरण और क्रिस्टल वृद्धि, बहुरूपी संक्रमण, बहिःक्षेपण, और साम्यावस्था तथा मेटास्टेबल दृढ़ता के बीच अंतर। यह बताता है कि खनिज समुच्चय चट्टानों के निर्माण की स्थितियों को क्यों दर्ज करते हैं।
Core questions
- गिब्स मुक्त ऊर्जा कैसे निर्धारित करती है कि दी गई स्थितियों में कौन सा खनिज स्थिर है?
- मेटास्टेबल खनिज अपने स्थिरता क्षेत्रों के बाहर क्यों बने रहते हैं?
- नाभिकीयकरण और क्रिस्टल वृद्धि की दर को क्या नियंत्रित करता है?
- बहुरूपी संक्रमण और बहिःक्षेपण बदलती परिस्थितियों को कैसे दर्ज करते हैं?
Key theories
- गिब्स मुक्त ऊर्जा का न्यूनीकरण
- निश्चित तापमान और दबाव पर सबसे कम कुल गिब्स मुक्त ऊर्जा वाला समुच्चय स्थिर होता है, इसलिए दबाव-तापमान स्थान में प्रावस्था सीमाएँ वहाँ चिह्नित होती हैं जहाँ प्रतिस्पर्धी खनिजों की मुक्त ऊर्जा समान होती है।
- नाभिकीयकरण, वृद्धि और मेटास्टेबिलिटी
- चूंकि एक नया प्रावस्था बनाने के लिए एक नाभिकीयकरण ऊर्जा बाधा को पार करने की आवश्यकता होती है, खनिज अपने स्थिरता क्षेत्रों के बाहर मेटास्टेबल रूप से बने रह सकते हैं, यही कारण है कि कई चट्टानें सतह पर उच्च-तापमान या उच्च-दबाव वाले समुच्चयों को संरक्षित करती हैं।
Clinical relevance
खनिज स्थिरता को समझना भूवैज्ञानिकों को खनिज समुच्चयों का उपयोग भू-तापमापी और भू-दाबमापी के रूप में करने, चट्टानों के दबाव-तापमान इतिहास का पुनर्निर्माण करने और कायांतरण, अपक्षय और औद्योगिक प्रसंस्करण के दौरान खनिज प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने में मदद करता है।
History
गिब्स के उन्नीसवीं सदी के रासायनिक ऊष्मागतिकी के सूत्र ने खनिज स्थिरता के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान किया; बीसवीं सदी में प्रायोगिक पेट्रोलॉजिस्टों ने, बोवेन के पिघलने के अध्ययनों से शुरू होकर, खनिज प्रणालियों में प्रावस्था संबंधों का मानचित्रण किया, जिससे ऊष्मागतिकी चट्टानों के इतिहास को पढ़ने के लिए एक व्यावहारिक उपकरण बन गई।
Key figures
- J. Willard Gibbs
- Norman L. Bowen
- Andrew Putnis
Related topics
Seminal works
- putnis1992
- anderson2005
Frequently asked questions
- कुछ उच्च-दबाव वाले खनिज सतह पर क्यों जीवित रहते हैं?
- कम तापमान पर निम्न-दबाव वाले रूपों में उनका परिवर्तन गतिज रूप से धीमा होता है, इसलिए वे मेटास्टेबल रूप से बने रहते हैं; हीरा, जो केवल अत्यधिक गहराई पर स्थिर होता है, इसका उत्कृष्ट उदाहरण है।
- स्थिरता क्षेत्र क्या है?
- दबाव-तापमान या संघटन आरेख का वह क्षेत्र जिसके भीतर एक विशेष खनिज या समुच्चय की सबसे कम मुक्त ऊर्जा होती है और इसलिए वह साम्यावस्था प्रावस्था होता है।