स्तरिकी व भूवैज्ञानिक काल-मापनी: सिद्धांत, रेडियोमितीय आयु-निर्धारण, रेडियोधर्मी साम्य तथा भारत की स्तरिकी व संसाधन

यह अध्याय भूविज्ञान एवं भूभौतिकी (GG) पेपर के भाग A के शीर्षक “स्तरिकी व भूवैज्ञानिक काल-मापनी” का उत्तर देता है: “सापेक्ष व निरपेक्ष काल, अर्ध-आयु, क्षय-स्थिरांक, रेडियोधर्मी साम्य, स्तरिकीय सिद्धांत तथा भारत के प्रमुख स्तरिकीय विभाजन; भारत के प्रमुख धात्विक अयस्क, कोयला व पेट्रोलियम संसाधन।” यह घटनाओं का सापेक्ष क्रम तय करने वाले सिद्धांत, भूवैज्ञानिक काल-मापनी, क्षय-नियम व आयु-निर्धारण में उसका उपयोग, दीर्घकालिक व क्षणिक साम्य पढ़ाता है, और फिर भारत की स्तरिकी तथा उसके धात्विक अयस्क, कोयला व पेट्रोलियम संसाधनों की रूपरेखा देता है, जिसमें केवल अनुमानित आयु दी गई हैं। संख्यात्मक प्रश्न शेष अंश, जनक-जनित अनुपात से आयु, आइसोक्रॉन आयु तथा साम्य-अनुपात हैं, जिनमें स्थिरांक प्रत्येक प्रश्न में दिए गए हैं।

1. सापेक्ष काल: स्तरिकीय सिद्धांत व असंगतियाँ

सापेक्ष काल घटनाओं को बिना वर्ष बताए क्रम में रखता है (पुरानी, नई); निरपेक्ष काल आयु वर्षों में देता है (1 Ma = 10⁶ वर्ष, 1 Ga = 10⁹ वर्ष)। सापेक्ष क्रम कुछ ऐसे सिद्धांतों से मिलता है जिन्हें प्रत्येक क्षेत्र-भूवैज्ञानिक प्रयोग करता है।

  • अध्यारोपण (superposition): अवसादी या ज्वालामुखीय परतों के अविक्षुब्ध ढेर में सबसे पुरानी परत नीचे होती है। वलित पट्टियों में परतें उलट सकती हैं, इसलिए ऊपर की दिशा क्रमित संस्तरण, तिर्यक संस्तरण, तरंग-चिह्न, मृदा-दरार, भार-ढलाई या तकिया-लावा से जाँची जाती है।
  • मूल क्षैतिजता: अवसाद लगभग क्षैतिज परतों में जमता है, अतः तीव्र नति वाले स्तर बाद में झुकाए गए हैं (टीलों व डेल्टा की अग्र-परतें स्वाभाविक अपवाद हैं)।
  • पार्श्विक सातत्य: परत बगल में तब तक फैलती है जब तक वह पतली होकर समाप्त न हो या अपने बेसिन के किनारे से न मिले, अतः घाटी या भ्रंश के दोनों ओर की एक ही परत का मिलान हो सकता है।
  • प्रतिच्छेदन संबंध (cross-cutting): डाइक, शिरा, भ्रंश या अंतर्वेधन उन सबसे नया होता है जिन्हें वह काटता है; मेज़बान चट्टान में पका हुआ संपर्क दर्शाता है कि अंतर्वेधी पिंड नया है।
  • समावेशन (inclusions): किसी चट्टान में घिरे टुकड़े उसे घेरने वाली चट्टान से पुराने होते हैं (ग्रेनाइट में ज़ेनोलिथ, संगुटिकाश्म में गोलाश्म)।
  • जीवावशेष-अनुक्रम (faunal succession): जीवाश्म-समुच्चय एक निश्चित, अपरिवर्तनीय क्रम में एक-दूसरे के बाद आते हैं, अतः जीवाश्म परतों की आयु व सहसंबंध बताते हैं। अच्छा सूचक जीवाश्म (index fossil) प्रचुर, सरलता से पहचाने जाने योग्य, व्यापक रूप से फैला तथा अल्प-अवधि का होता है।
  • एकरूपतावाद (uniformitarianism): अतीत में वही भौतिक नियम कार्य करते थे जो आज करते हैं, यद्यपि दरें व तीव्रताएँ भिन्न रही हो सकती हैं। वाल्थर का नियम: अनुरूप क्रम में जो फ़ेसीज़ पार्श्व में साथ-साथ मिलती हैं, वे ऊर्ध्वाधर क्रम में भी एक-दूसरे के बाद आती हैं।

असंगति (unconformity) अपरदन या अनिक्षेपण की सतह है और लुप्त काल की सूचक है। डिसकन्फ़ॉर्मिटी (disconformity) में ऊपर-नीचे की परतें समानांतर होती हैं; कोणीय असंगति (angular unconformity) में झुकी हुई पुरानी परतों पर नई क्षैतिज परतें होती हैं; नॉनकन्फ़ॉर्मिटी (nonconformity) में अवसादी चट्टान आग्नेय या कायांतरित चट्टान पर टिकी होती है। तर्क का उदाहरण: एक ग्रेनाइट शेल को काटता है और उसका किनारा पका हुआ है; दोनों के ऊपर ग्रेनाइट के गोलाश्म वाला संगुटिकाश्म है; एक बेसाल्ट डाइक संगुटिकाश्म को काटता है। पुराने से नए क्रम में: शेल, ग्रेनाइट अंतर्वेधन, उत्थान व अपरदन (असंगति), संगुटिकाश्म, डाइक। ग्रेनाइट शेल से नया (प्रतिच्छेदन) तथा संगुटिकाश्म से पुराना (समावेशन) है, और डाइक सबसे नया है।

⚠️ अध्यारोपण परतों पर लागू होता है, अंतर्वेधनों पर नहीं
सिल या डाइक भौतिक रूप से परतों के बीच स्थित हो सकता है, फिर भी वह उन परतों से नया होता है जिन्हें वह काटता है या जिनमें अंतःक्षेपित है, अतः अंतर्वेधन की आयु ढेर में उसकी स्थिति से कभी न आँकें। भ्रंश उस सबसे नई परत से नया होता है जिसे वह विस्थापित करता है और उस परत से पुराना जो उसे बिना विक्षोभ पार करती है।

2. भूवैज्ञानिक काल-मापनी

भूवैज्ञानिक काल-मापनी पृथ्वी के 4.54 Ga के इतिहास को महाकल्पों, कल्पों व कालों में बाँटती है। फैनेरोज़ोइक के विभाजन जीवाश्मों से (सापेक्ष काल) परिभाषित होते हैं और जीवाश्म-युक्त परतों को घेरने वाली ज्वालामुखीय राख-परतों व अंतर्वेधनों की रेडियोमितीय आयु से संख्यात्मक आयु पाते हैं। नीचे की आयु पूर्णांकित व “लगभग” हैं; मापनी के संस्करणों में एक-दो Ma का अंतर रहता है। महाकल्प हैं हेडियन (निर्माण से लगभग 4.0 Ga तक), आर्कियन (लगभग 4.0 से 2.5 Ga), प्रोटेरोज़ोइक (2.5 Ga से लगभग 540 Ma) तथा फैनेरोज़ोइक (लगभग 540 Ma से आज तक)। पहले तीन मिलकर प्री-कैम्ब्रियन बनाते हैं, जो पृथ्वी के इतिहास का लगभग 88 प्रतिशत है। फैनेरोज़ोइक के कल्प हैं पैलियोज़ोइक (लगभग 540 से 250 Ma), मेसोज़ोइक (लगभग 250 से 66 Ma) तथा सेनोज़ोइक (66 Ma से आज तक)।

फैनेरोज़ोइक काल, सबसे पुराना पहले (आरंभ आयु Ma में, अनुमानित)
कालआरंभ (Ma)एक उपयोगी चिह्न
कैम्ब्रियन540ट्राइलोबाइट जैसे कवचधारी जीवों की अचानक प्रचुरता; फैनेरोज़ोइक का आधार
ऑर्डोविशियन485समुद्री अकशेरुकियों का विविधीकरण; ऑर्डोविशियन-अंत का हिमन व विलोपन
सिलूरियन445सबसे पहले संवहनी स्थलीय पादप
डेवोनियन420मत्स्यों का युग; प्रथम वन व आरंभिक चतुष्पाद
कार्बोनीफ़ेरस360उत्तरी महाद्वीपों के कोयला-दलदली वन; गोंडवाना हिमन का आरंभ
परमियन300दक्षिण में ग्लॉसॉप्टेरिस वनस्पति व हिमन; लगभग 252 Ma पर परमियन-अंत का सामूहिक विलोपन
ट्राइऐसिक252विलोपन से पुनरुद्धार; डायनासोर व आरंभिक स्तनधारी प्रकट होते हैं
जुरैसिक200डायनासोरों का प्रभुत्व; ऐमोनाइट प्रचुर; गोंडवाना का विखंडन आरंभ
क्रिटेशियस145पुष्पी पादपों का प्रसार; 66 Ma पर इसके अंत के निकट दक्कन विस्फोट व डायनासोर विलोपन
पैलियोजीन66स्तनधारियों का प्रसार; लगभग 50 से 55 Ma पर भारत-एशिया टक्कर
नियोजीन23हिमालय का उत्थान व शिवालिक मोलास; घास-मैदानों का प्रसार
क्वाटरनरी2.6हिमनद व अंतर्हिमनद चक्र; मानव; जलोढ़
⚠️ अवसादों की आयु उन्हें घेरने वाली चीज़ों से तय होती है
अवसादी परत की सीधी आयु प्रायः नहीं निकलती। बलुआ पत्थर में ज़िरकॉन कण उसके स्रोत-शैल की आयु देता है, अतः बलुआ पत्थर कण से नया है। निक्षेपण-आयु को नीचे की राख-परत या लावा (पुरानी सीमा) तथा ऊपर के या काटने वाले डाइक या प्रवाह (नई सीमा) की आयु निकालकर घेरा जाता है।

3. निरपेक्ष काल: क्षय-नियम व रेडियोमितीय आयु

प्रत्येक अस्थिर नाभिक यादृच्छिक रूप से क्षय होता है, पर प्रति इकाई समय उसके क्षय की प्रायिकता नियत होती है, यही क्षय-स्थिरांक (decay constant) λ है (मात्रक: प्रति वर्ष)। अतः क्षय-दर उपस्थित परमाणुओं की संख्या के अनुपात में होती है, dN/dt = −λN, और समाकलन से N = N₀e^(−λt) मिलता है। आयु-निर्धारण में प्रयुक्त क्षयों के लिए ताप, दाब व रासायनिक अवस्था λ को मापने योग्य रूप से नहीं बदलते, इसीलिए क्षय एक भरोसेमंद घड़ी है। अर्ध-आयु (half-life) वह समय है जिसमें N घटकर N₀/2 रह जाए: t½ = ln 2/λ = 0.693/λ। माध्य आयु τ = 1/λ = 1.443 t½ है। सक्रियता (activity) A = λN प्रति इकाई समय क्षयों की संख्या है। n अर्ध-आयु बाद शेष अंश (½)ⁿ है: ½, ¼, ⅛ तथा n = 4 पर 6.25 प्रतिशत।

आयु-समीकरण। यदि किसी नमूने में अब N जनक परमाणु व D* रेडियोजनित जनित परमाणु हैं, तो D* = N₀ − N = N(e^(λt) − 1), अतः t = (1/λ) ln(1 + D*/N)। हल उदाहरण: t½ = 1.25 Ga वाले युग्म के लिए λ = 0.693/1.25 = 0.554 प्रति Ga। D*/N = 0.25 वाले खनिज की आयु t = ln(1.25)/0.554 = 0.223/0.554 = 0.40 Ga है।

आयु-निर्धारण में प्रयुक्त क्षय-युग्म (अर्ध-आयु अनुमानित)
जनक → जनितअर्ध-आयुविशिष्ट उपयोग
U-238 → Pb-206लगभग 4.47 Gaज़िरकॉन व अन्य यूरेनियम खनिज; सबसे पुरानी चट्टानें व उल्काएँ
U-235 → Pb-207लगभग 0.70 GaU-238 के साथ युग्मित जाँच के रूप में
Th-232 → Pb-208लगभग 14 Gaमोनाज़ाइट जैसे थोरियम-समृद्ध खनिज
Rb-87 → Sr-87लगभग 49 Gaपुराने ग्रेनाइट व कायांतरित चट्टानों के संपूर्ण-शैल व खनिज आइसोक्रॉन
K-40 → Ar-40लगभग 1.25 Gaज्वालामुखीय चट्टानें व अभ्रक की शीतलन-आयु; K-40 के लगभग 11 प्रतिशत क्षय ही Ar-40 देते हैं, शेष Ca-40
C-14 → N-145730 वर्षलगभग 50,000 वर्ष से नया कार्बनिक पदार्थ

विधि का चयन। अर्ध-आयु मापी जाने वाली आयु के तुलनीय या उससे अधिक होनी चाहिए: C-14 100 Ma की चट्टान के लिए बेकार है, और Rb-87 की 49 Ga अर्ध-आयु युवा चट्टान में बहुत कम जनित परमाणु बनाती है। खनिज उस क्षण की आयु बताता है जब वह संवृत तंत्र (closed system) बना: ज़िरकॉन में क्रिस्टलन, अभ्रक में आर्गन हेतु संवरण-ताप (closure temperature) से नीचे ठंडा होना। मान्यताएँ हैं: संवरण के बाद जनक या जनित का न लाभ न हानि, तथा प्रारंभिक जनित ज्ञात या शून्य।

आइसोक्रॉन (isochron)। Rb–Sr के लिए ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ + (⁸⁷Rb/⁸⁶Sr)(e^(λt) − 1)। भिन्न Rb/Sr वाले सहजात नमूने एक सरल रेखा, आइसोक्रॉन, पर आते हैं जिसकी ढाल e^(λt) − 1 है और जिसका अंतःखंड प्रारंभिक अनुपात है, इसलिए प्रारंभिक अनुपात मानना नहीं पड़ता। λ = 1.42 × 10⁻¹¹ प्रति वर्ष लेने पर 0.0143 की ढाल से t = ln(1.0143)/(1.42 × 10⁻¹¹) = 1.0 Ga मिलता है।

⚠️ अर्ध-आयु जीवनकाल की आधी नहीं होती
दो अर्ध-आयु बाद जनक का एक-चौथाई शेष रहता है, शून्य नहीं। मात्रक संगत रखें: λ प्रति वर्ष हो तो t वर्षों में हो, और Ga में दी गई अर्ध-आयु हेतु λ प्रति Ga चाहिए। बने जनित परमाणु खोए जनक परमाणुओं के बराबर होते हैं, अतः n अर्ध-आयु बाद D*/N = 2ⁿ − 1 होता है (2ⁿ नहीं)।

4. रेडियोधर्मी साम्य: दीर्घकालिक व क्षणिक

क्षय-श्रृंखला में जनित (N₂, λ₂) को उसका जनक (N₁, λ₁) पोषित करता है और वह स्वयं क्षय होता है, dN₂/dt = λ₁N₁ − λ₂N₂। परिणाम इस पर निर्भर है कि किसकी अर्ध-आयु अधिक है।

जनक व जनित के तीन प्रकरण
प्रकरणशर्तदीर्घकालिक परिणाम
दीर्घकालिक साम्य (secular)जनक की अर्ध-आयु जनित से बहुत अधिक (λ₁ ≪ λ₂)सक्रियताएँ बराबर, λ₂N₂ = λ₁N₁, अतः N₂/N₁ = λ₁/λ₂ = t½(जनित)/t½(जनक); लगभग 5 से 7 जनित अर्ध-आयु बाद प्राप्त
क्षणिक साम्य (transient)जनक जनित से दीर्घजीवी पर तुलनीय रूप से (λ₁ < λ₂)N₂/N₁ = λ₁/(λ₂ − λ₁); सक्रियता-अनुपात A₂/A₁ = λ₂/(λ₂ − λ₁) > 1; फिर दोनों जनक की अर्ध-आयु से घटते हैं
कोई साम्य नहींजनक जनित से अल्पजीवी (λ₁ > λ₂)जनक पहले समाप्त हो जाता है और अनुपात कभी नियत नहीं होता

दीर्घकालिक साम्य का हल उदाहरण: संवृत U-238 तंत्र (t½ = 4.47 × 10⁹ वर्ष) में Ra-226 (t½ = 1600 वर्ष) समान सक्रियताओं के साथ N(Ra)/N(U) = 1600/(4.47 × 10⁹) = 3.6 × 10⁻⁷ पर स्थिर होता है। पुराने, संवृत यूरेनियम अयस्क में श्रृंखला का प्रत्येक सदस्य U-238 के साथ दीर्घकालिक साम्य में होता है, इसीलिए Bi-214 की गामा-किरणों से “समतुल्य यूरेनियम” आँका जाता है। रेडॉन गैस के निकलने या यूरेनियम के निक्षालन से साम्य बिगड़ता है, और यह असाम्य स्वयं युवा (क्वाटरनरी) घटनाओं की आयु बता सकता है। क्षणिक साम्य का हल उदाहरण: जनक t½ = 10 h व जनित t½ = 2 h से A₂/A₁ = (1/2)/(1/2 − 1/10) = 1.25 मिलता है।

⚠️ समान सक्रियता का अर्थ समान परमाणु नहीं
दीर्घकालिक साम्य में सक्रियताएँ समान होती हैं और अल्पजीवी जनित के परमाणु अनुपात में कम होते हैं, N₂/N₁ = λ₁/λ₂ (λ₂/λ₁ नहीं)। क्षणिक साम्य में जनित की सक्रियता जनक से अधिक होती है।

5. भारत के प्रमुख स्तरिकीय विभाजन (रूपरेखा)

प्रायद्वीपीय भारत पुराने क्रेटॉनों से बना है, जिन्हें गतिशील पट्टियाँ जोड़ती हैं, उन पर अल्प-विरूपित प्रोटेरोज़ोइक बेसिन, फिर महाद्वीपीय गोंडवाना बेसिन, दक्कन लावा और उत्तर में युवा हिमालयी अनुक्रम हैं। सारणी को ऊपर से नीचे पढ़ना मोटे तौर पर पुराने से नए की ओर पढ़ना है (आयु अनुमानित है और कुछ पंक्तियाँ समय में अतिव्यापी हैं)।

भारत के स्तरिकीय विभाजन, सबसे पुराना पहले
विभाजनमोटी आयुलक्षण व उदाहरण
आर्कियन क्रेटॉन: धारवाड़, बस्तर, सिंहभूम, बुंदेलखंड, अरावली2.5 Ga से पुराने; कुछ नाइस 3 Ga से अधिकग्रीनस्टोन पट्टियों सहित नाइस व ग्रैनिटॉइड क्षेत्र; आयरन ओर ग्रुप की पट्टित लौह-शैल; स्वर्ण वाली धारवाड़ पट्टियाँ
प्रोटेरोज़ोइक गतिशील व वलित पट्टियाँ: अरावली–दिल्ली, सतपुड़ा, पूर्वी घाट, दक्षिणी ग्रैनुलाइटमुख्यतः प्रोटेरोज़ोइक (अरावली दिल्ली से पुरानी)विरूपित, कायांतरित ऊपरी-भूपर्पटीय (सुप्राक्रस्टल) चट्टानें; ग्रैनुलाइट पट्टियों में खोंडालाइट व चार्नोकाइट
पुराण बेसिन: कडप्पा, विंध्य, छत्तीसगढ़, कलादगी, भीमाप्रोटेरोज़ोइकमोटे, लगभग अकायांतरित बलुआ पत्थर, शेल व चूनापत्थर; विंध्य के समूह सेमरी, कैमूर, रीवा, भांडेर
गोंडवाना महासमूह (दामोदर, सोन, महानदी, गोदावरी घाटियाँ)उत्तर कार्बोनीफ़ेरस या परमियन से आरंभिक क्रिटेशियसभ्रंश-परिबद्ध बेसिनों में मुख्यतः अ-समुद्री चट्टानें; आधार पर हिमनदीय तालचेर, बराकर व रानीगंज में कोयला, ग्लॉसॉप्टेरिस वनस्पति
दक्कन ट्रैप (पूर्व में पुराने राजमहल ट्रैप)लगभग 66 Ma (राजमहल: आरंभिक क्रिटेशियस)थोलीआइटी बाढ़ बेसाल्ट प्रवाह; प्रवाहों के बीच अंतर-ट्रैपी परतें; नीचे डायनासोर-युक्त लमेटा परतें; लैटेराइट व बॉक्साइट टोपियाँ
किनारों का समुद्री मेसोज़ोइक व टर्शियरी: कच्छ, कावेरी, नर्मदा, असमजुरैसिक से नियोजीनजीवाश्म-युक्त समुद्री परतें, कच्छ के जुरैसिक ऐमोनाइट सहित; टर्शियरी बेसिनों में तेल व गैस
हिमालय: टेथिस, उच्च, लघु, शिवालिक (उप-हिमालय)प्रोटेरोज़ोइक से प्लायस्टोसीन; टक्कर लगभग 50 से 55 Maउत्तर से दक्षिण क्षेत्र दक्षिण तिब्बत विलगन, मुख्य केंद्रीय क्षेप, मुख्य सीमा क्षेप व मुख्य अग्र क्षेप से पृथक; मायोसीन से प्लायस्टोसीन आयु का शिवालिक मोलास
क्वाटरनरीपिछले 2.6 Maसिंधु-गंगा जलोढ़ (पुराना भांगर, नया खादर), मरुस्थलीय व तटीय निक्षेप
ℹ️ दो नामों में अंतर रखें
शिवालिक समूह मुख्य अग्र क्षेप व मुख्य सीमा क्षेप के बीच है; लघु हिमालय मुख्य सीमा क्षेप व मुख्य केंद्रीय क्षेप के बीच है; उच्च हिमालय मुख्य केंद्रीय क्षेप व दक्षिण तिब्बत विलगन के बीच है। “गोंडवाना” भारत के उत्तर पैलियोज़ोइक से क्रिटेशियस महासमूह तथा दक्षिणी महाखंड, दोनों का नाम है; महासमूह की ग्लॉसॉप्टेरिस वनस्पति भारत को अफ़्रीका, ऑस्ट्रेलिया, दक्षिण अमेरिका व अंटार्कटिका से जोड़ती है।

6. भारत के धात्विक अयस्क, कोयला व पेट्रोलियम (रूपरेखा)

संसाधन भूविज्ञान का अनुसरण करते हैं। धातुएँ पुराने प्री-कैम्ब्रियन क्षेत्रों (आर्कियन ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, सिंहभूम व अरावली पट्टियाँ, अतिमैफ़िक पिंड) में हैं; कोयला परमियन गोंडवाना बेसिनों में है; लिग्नाइट व पेट्रोलियम युवा टर्शियरी बेसिनों में हैं। नाइस के क्रेटॉन में न कोयला होता है न तेल, क्योंकि दोनों को अवसादी बेसिन व दबे कार्बनिक पदार्थ की आवश्यकता है।

भारत के धात्विक संसाधन: प्रमुख क्षेत्र व परिवेश
संसाधनप्रमुख क्षेत्रभूवैज्ञानिक परिवेश
लोहा (हेमेटाइट, मैग्नेटाइट)ओडिशा व झारखंड (सिंहभूम), छत्तीसगढ़ (बैलाडीला), कर्नाटक (बेल्लारी–होस्पेट)आयरन ओर ग्रुप व धारवाड़ पट्टियों की पट्टित लौह-शैल
मैंगनीज़महाराष्ट्र व मध्य प्रदेश (नागपुर–बालाघाट), ओडिशा, कर्नाटककायांतरित प्री-कैम्ब्रियन मैंगनीज़ अवसाद (सौसर समूह का गोंडाइट); लैटेराइटी संवर्धन
क्रोमाइटसुकिंदा, ओडिशाप्री-कैम्ब्रियन चट्टानों में परतदार अतिमैफ़िक पिंड
ताँबाखेतड़ी (राजस्थान), सिंहभूम (झारखंड), मलाजखंड (मध्य प्रदेश)दिल्ली पट्टी के कायांतरित अवसाद; सिंहभूम अपरूपण-क्षेत्र; मलाजखंड में ग्रेनाइट में पोर्फ़िरी-प्रकार का ताँबा
सीसा व जस्ताराजस्थान: जावर, राजपुरा–दरीबा, रामपुरा–आगूचाअरावली क्षेत्र के प्री-कैम्ब्रियन कायांतरित अवसादों में स्तर-बद्ध सल्फ़ाइड
सोनाकोलार (अब बंद) व हट्टी, कर्नाटकधारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियों में क्वार्ट्ज़ शिराएँ
बॉक्साइटओडिशा, गुजरात, महाराष्ट्र, झारखंड, छत्तीसगढ़खोंडालाइट व दक्कन बेसाल्ट का लैटेराइटी अपक्षय (सुपरजीन निक्षेप)
यूरेनियम व तट-बालू खनिजजादूगुड़ा (सिंहभूम अपरूपण-क्षेत्र); केरल, तमिलनाडु, ओडिशा के तटअपरूपण-क्षेत्र यूरेनियम; इल्मेनाइट, मोनाज़ाइट, ज़िरकॉन, रूटाइल के तटीय प्लेसर

कोयला। भारत का अधिकांश कोयला (भंडार का नौ-दशमांश से कहीं अधिक) परमियन गोंडवाना कोयला है, जो बिटुमिनी से उप-बिटुमिनी और प्रायः उच्च राख वाला है और बराकर व रानीगंज संरचनाओं में मिलता है: दामोदर घाटी (रानीगंज, मुख्य कोकिंग कोयले वाला झरिया, बोकारो, करनपुरा), सोन व महानदी घाटियाँ (सिंगरौली, कोरबा, तालचेर) तथा गोदावरी–वर्धा घाटी (सिंगरेनी, वर्धा)। उत्तर-पूर्व (असम, मेघालय) के टर्शियरी कोयले युवा व उच्च गंधक वाले हैं, और लिग्नाइट नेवेली (तमिलनाडु), गुजरात व राजस्थान में है। कोटि पीट, लिग्नाइट, उप-बिटुमिनी, बिटुमिनी, एंथ्रेसाइट के क्रम में बढ़ती है, कार्बन-मात्रा बढ़ते हुए।

पेट्रोलियम। भारत का तेल व गैस टर्शियरी अवसादी बेसिनों से आते हैं, कुछ पुराने बेसिनों के साथ: असम–अराकान (डिगबोई, सबसे पुराना उत्पादक क्षेत्र, उन्नीसवीं सदी के अंत में खोजा गया), कैम्बे (गुजरात), पश्चिमी अपतट (मुंबई हाई), कृष्णा–गोदावरी, कावेरी व राजस्थान (बाड़मेर)। क्षेत्र को स्रोत शैल, सरंध्र भंडार शैल, अपारगम्य आवरण तथा अपनति जैसा पाश चाहिए, सही समय-क्रम में।

मुख्य बिंदु

  • सापेक्ष क्रम अध्यारोपण, मूल क्षैतिजता, पार्श्विक सातत्य, प्रतिच्छेदन, समावेशन व जीवावशेष-अनुक्रम से मिलता है; असंगतियाँ लुप्त काल दर्शाती हैं, और अंतर्वेधनों की आयु उनकी स्थिति से नहीं, उनके काटे हुए पिंडों से तय होती है।
  • मुख्य सीमाएँ: आर्कियन–प्रोटेरोज़ोइक लगभग 2.5 Ga, प्रोटेरोज़ोइक–फैनेरोज़ोइक लगभग 540 Ma, परमियन-अंत विलोपन लगभग 252 Ma, क्रिटेशियस–पैलियोजीन लगभग 66 Ma। अवसादों की आयु घेरने वाली राख-परतों, लावा व अंतर्वेधनों से निकलती है।
  • क्षय: N = N₀e^(−λt), t½ = 0.693/λ, माध्य आयु 1/λ, n अर्ध-आयु बाद अंश (½)ⁿ। आयु t = (1/λ) ln(1 + D/N), तथा D/N = 2ⁿ − 1। Rb–Sr आइसोक्रॉन की ढाल e^(λt) − 1 और अंतःखंड प्रारंभिक अनुपात के बराबर होता है।
  • दीर्घकालिक साम्य (दीर्घजीवी जनक): समान सक्रियताएँ व N₂/N₁ = λ₁/λ₂। क्षणिक साम्य (जनक दीर्घजीवी पर तुलनीय): A₂/A₁ = λ₂/(λ₂ − λ₁) > 1। अल्पजीवी जनक से कोई साम्य नहीं बनता।
  • भारत पुराने से नए क्रम में: आर्कियन क्रेटॉन, प्रोटेरोज़ोइक गतिशील पट्टियाँ व पुराण बेसिन, गोंडवाना (उत्तर पैलियोज़ोइक से आरंभिक क्रिटेशियस, आधार पर हिमनदीय तालचेर), दक्कन ट्रैप (लगभग 66 Ma), शिवालिक मोलास सहित हिमालय, क्वाटरनरी जलोढ़।
  • धातुएँ प्री-कैम्ब्रियन क्षेत्रों में हैं (पट्टित शैलों में लोहा, सुकिंदा में क्रोमाइट, धारवाड़ पट्टियों में सोना, राजस्थान में आधार धातुएँ), कोयला मुख्यतः परमियन गोंडवाना बेसिनों में, तथा लिग्नाइट व पेट्रोलियम टर्शियरी बेसिनों में।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. एक बेसाल्ट डाइक वलित बलुआ पत्थर को काटता है, पर उस संगुटिकाश्म में नहीं दिखता जो अपरदित बलुआ पत्थर व डाइक पर कोणीय असंगति सहित टिका है। पुराने से नए का सही सापेक्ष आयु-क्रम क्या है?

    1. बलुआ पत्थर, फिर डाइक, फिर संगुटिकाश्म, क्योंकि डाइक बलुआ पत्थर को काटता है और पहले अपरदन से कट चुका था
    2. बलुआ पत्थर, फिर संगुटिकाश्म, फिर डाइक, क्योंकि डाइक उद्भासित अनुक्रम के ऊपरी भाग में है और इसलिए सबसे नया है
    3. डाइक, फिर बलुआ पत्थर, फिर संगुटिकाश्म, क्योंकि आग्नेय चट्टानें अपने भेदे हुए अवसादी शैलों से सदैव पुरानी होती हैं
    4. संगुटिकाश्म, फिर बलुआ पत्थर, फिर डाइक, क्योंकि वलित इकाई सदैव उस इकाई से नई होती है जो उसकी अपरदित सतह पर टिकी है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — बलुआ पत्थर, फिर डाइक, फिर संगुटिकाश्म, क्योंकि डाइक बलुआ पत्थर को काटता है और पहले अपरदन से कट चुका था

    डाइक बलुआ पत्थर को काटता है, अतः वह उससे नया है (प्रतिच्छेदन)। वह अपरदन-सतह पर कटा हुआ है और संगुटिकाश्म में अनुपस्थित है, अतः संगुटिकाश्म से पुराना है। भ्रामक विकल्प डाइक को इसलिए अंत में रखता है कि वह ऊपरी परतों के साथ उद्भासित है; ढेर में स्थिति परतों की आयु बताती है, अंतर्वेधनों की नहीं। कोई नियम आग्नेय चट्टान को उसके भेदे अवसादी शैल से पुराना नहीं बनाता।

  2. दो दूर-दूर के अवसादी बेसिनों की परतों के सहसंबंध हेतु कौन-सा जीवाश्म सबसे उपयोगी सूचक जीवाश्म है?

    1. ऐसी जाति जो बहुत लंबे समय तक जीवित रही और केवल एक बेसिन में मिलती है, जहाँ वह प्रचुर व भली-भाँति अध्ययित है
    2. अल्प भूवैज्ञानिक अवधि की ऐसी जाति जो प्रचुर, सरलता से पहचानी जाने योग्य और अनेक बेसिनों में फैली हो
    3. अल्प अवधि की दुर्लभ जाति जो एक ही शैल-उद्भेद में मिली हो और अत्यंत भली-भाँति संरक्षित हो
    4. व्यापक रूप से फैली जाति जो अपने रूप में लगभग बिना बदलाव के कई कालों तक जीवित रही
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — अल्प भूवैज्ञानिक अवधि की ऐसी जाति जो प्रचुर, सरलता से पहचानी जाने योग्य और अनेक बेसिनों में फैली हो

    अच्छे सूचक जीवाश्म की स्तरिकीय अवधि अल्प होती है, जो सूक्ष्म काल-विभेदन देती है, साथ ही व्यापक भौगोलिक प्रसार, प्रचुरता व सरल पहचान होती है, ताकि दूर के बेसिनों में उसी काल-खंड को पहचाना जा सके। लंबे समय तक चलने वाली व्यापक जाति भ्रामक उत्तर है पर परत को केवल मोटे अंतराल तक आँकती है; दुर्लभ या स्थानीय जाति बेसिनों के पार सहसंबंध नहीं बना सकती।

  3. सापेक्ष आयु-निर्धारण के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. भ्रंश उस सबसे नई परत से नया होता है जिसे वह विस्थापित करता है
    2. ऊपर के संगुटिकाश्म में ग्रेनाइट के गोलाश्म दर्शाते हैं कि ग्रेनाइट संगुटिकाश्म से पुराना है
    3. दो परतों के बीच स्थित सिल की आयु दोनों में से निचली परत के समान होती है
    4. नॉनकन्फ़ॉर्मिटी झुकी हुई अवसादी परतों को उनसे नई क्षैतिज अवसादी परतों से अलग करती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — भ्रंश उस सबसे नई परत से नया होता है जिसे वह विस्थापित करता है; B — ऊपर के संगुटिकाश्म में ग्रेनाइट के गोलाश्म दर्शाते हैं कि ग्रेनाइट संगुटिकाश्म से पुराना है

    भ्रंश को हर उस परत से नया होना चाहिए जिसे वह काटता है, और गोलाश्म अपने समाविष्ट करने वाले संगुटिकाश्म से पहले अस्तित्व में होना चाहिए, अतः ग्रेनाइट पुराना है। सिल पहले से बनी चट्टान में अंतःक्षेपित होता है, अतः वह दोनों परतों से नया है, निचली के समकालीन नहीं। नई क्षैतिज अवसादी परतों के नीचे झुकी परतें कोणीय असंगति बनाती हैं; नॉनकन्फ़ॉर्मिटी में अवसादी चट्टान आग्नेय या कायांतरित चट्टान पर टिकी होती है।

  4. एक काष्ठ-कोयला नमूने में उसकी मूल C-14 सक्रियता का 12.5 प्रतिशत शेष है। C-14 की अर्ध-आयु 5730 वर्ष लेने पर नमूने की आयु, वर्षों में, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 17190

    शेष अंश = (1/2)ⁿ = 0.125 = 1/8, अतः n = 3 अर्ध-आयु। आयु = 3 × 5730 = 17190 वर्ष। क्षय-नियम से जाँच: t = ln(1/0.125)/λ = 2.0794/(ln 2/5730) = 17190 वर्ष।

  5. यदि किसी रेडियोधर्मी नाभिक का क्षय-स्थिरांक दूसरे नाभिक से दुगुना हो, तो उसकी अर्ध-आयु दूसरे की तुलना में कैसी होगी?

    1. यह दुगुनी लंबी होगी, क्योंकि बड़ा स्थिरांक यह दर्शाता है कि नाभिक अधिक समय तक टिकता है
    2. यह चौगुनी लंबी होगी, क्योंकि अर्ध-आयु स्थिरांक के वर्ग पर निर्भर करती है
    3. यह अपरिवर्तित रहेगी, क्योंकि अर्ध-आयु मेज़बान खनिज के ताप से निर्धारित होती है
    4. यह आधी होगी, क्योंकि अर्ध-आयु स्थिरांक के व्युत्क्रमानुपाती होती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — यह आधी होगी, क्योंकि अर्ध-आयु स्थिरांक के व्युत्क्रमानुपाती होती है

    t½ = 0.693/λ, अतः λ दुगुना करने पर अर्ध-आयु आधी हो जाती है: नाभिक तेज़ी से क्षय होता है। भ्रामक उत्तर अनुपात को उलट देता है। आयु-निर्धारण में प्रयुक्त क्षयों के लिए अर्ध-आयु ताप से प्रभावित नहीं होती, और वह λ के वर्ग से संबंधित नहीं है।

  6. एक खनिज में रेडियोजनित जनित परमाणु व शेष जनक परमाणु D*/N = 0.5 के अनुपात में हैं। जनक की अर्ध-आयु 1.25 Ga है। ln 2 = 0.693 तथा ln 1.5 = 0.405 लीजिए। खनिज की आयु Ga में, दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 0.73

    λ = 0.693/1.25 = 0.5544 प्रति Ga। t = (1/λ) ln(1 + D/N) = ln(1.5)/0.5544 = 0.405/0.5544 = 0.7305, जो 0.73 Ga है। यथार्थ लघुगणकों से 0.7312 मिलता है, फिर भी 0.73। प्रचलित भूल ln(0.5) लेना है, या D/N = 0.5 को जनक का आधा क्षयित होना मान लेना, जिससे एक अर्ध-आयु मिलती।

  7. एक ग्रेनाइट में ज़िरकॉन, जिनमें पुरानी विरासती क्रोड नहीं हैं, U–Pb आयु 1.8 Ga देते हैं, संपूर्ण-शैल Rb–Sr आइसोक्रॉन लगभग 1.8 Ga देता है, और बायोटाइट K–Ar आयु 1.0 Ga देता है। सबसे उचित निर्वचन क्या है?

    1. K-40 का क्षय-स्थिरांक गलत ज्ञात है, क्योंकि कायांतरण में खनिज तप्त होने पर क्षय-दर बदल जाती है
    2. ग्रेनाइट लगभग 1.0 Ga पूर्व क्रिस्टलित हुआ, और ज़िरकॉन व संपूर्ण-शैल की आयु इसलिए अधिक है कि उनमें पुराना स्रोत-पदार्थ विरासत में आ गया
    3. ग्रेनाइट लगभग 1.8 Ga पूर्व क्रिस्टलित हुआ, और बाद के पुनः-तापन में बायोटाइट का आर्गन तब तक निकलता रहा जब तक खनिज लगभग 1.0 Ga पूर्व ठंडा नहीं हुआ
    4. बायोटाइट ग्रेनाइट से पुराना है, क्योंकि अभ्रक ज़िरकॉन से पहले क्रिस्टलित होता है और इसलिए पहले की घटना दर्ज करता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — ग्रेनाइट लगभग 1.8 Ga पूर्व क्रिस्टलित हुआ, और बाद के पुनः-तापन में बायोटाइट का आर्गन तब तक निकलता रहा जब तक खनिज लगभग 1.0 Ga पूर्व ठंडा नहीं हुआ

    भिन्न तंत्र भिन्न तापों पर संवृत होते हैं। विरासती क्रोड-रहित ज़िरकॉन व संपूर्ण-शैल आइसोक्रॉन दोनों क्रिस्टलन-आयु देते हैं, जबकि आर्गन बायोटाइट से कहीं कम ताप पर निकलता है, अतः K–Ar आयु पुनः-तापन या मंद उत्थान के बाद आर्गन-संवरण-ताप से नीचे ठंडा होने को दर्ज करती है। अन्य विकल्प विफल हैं: विरासती क्रोड-रहित ज़िरकॉन 1.0 Ga पर क्रिस्टलन को अस्वीकार करते हैं, तापन से क्षय-स्थिरांक नहीं बदलते, और ग्रेनाइट में अभ्रक ज़िरकॉन से पहले क्रिस्टलित नहीं होता।

  8. सहजात चट्टानों के एक समूह के Rb–Sr आइसोक्रॉन की ढाल 0.0288 है। Rb-87 का क्षय-स्थिरांक 1.42 × 10⁻¹¹ प्रति वर्ष लीजिए। चट्टानों की आयु, Ma में, निकटतम 100 Ma तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 2000

    ढाल = e^(λt) − 1, अतः λt = ln(1.0288) = 0.02839 तथा t = 0.02839/(1.42 × 10⁻¹¹) = 1.9995 × 10⁹ वर्ष, लगभग 2000 Ma। आइसोक्रॉन की ढाल e^(λt) − 1 है, स्वयं आयु नहीं, अतः λ से भाग देने से पहले लघुगणक लेना आवश्यक है।

  9. रेडियोमितीय आयु-निर्धारण के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. आयु-निर्धारण में प्रयुक्त क्षयों के लिए अर्ध-आयु ताप या मेज़बान खनिज की रासायनिक अवस्था से नहीं बदलती
    2. दो अर्ध-आयु बाद जनक पूरी तरह क्षयित हो जाता है और खनिज में केवल जनित नाभिक बचता है
    3. Rb–Sr आइसोक्रॉन का अंतःखंड सहजात नमूनों का प्रारंभिक ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr अनुपात देता है
    4. 5730 वर्ष अर्ध-आयु वाला C-14 परमियन आयु के चूनापत्थर की आयु निकालने की पसंदीदा विधि है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — आयु-निर्धारण में प्रयुक्त क्षयों के लिए अर्ध-आयु ताप या मेज़बान खनिज की रासायनिक अवस्था से नहीं बदलती; C — Rb–Sr आइसोक्रॉन का अंतःखंड सहजात नमूनों का प्रारंभिक ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr अनुपात देता है

    इन क्षयों के लिए क्षय-स्थिरांक ताप व रसायन के प्रति असंवेदी होते हैं, और आइसोक्रॉन का अंतःखंड प्रारंभिक अनुपात है। दो अर्ध-आयु बाद जनक का एक-चौथाई शेष रहता है, शून्य नहीं। C-14 कुछ दसियों हज़ार वर्षों में चुक जाता है और करोड़ों वर्ष पुरानी चट्टान की आयु नहीं बता सकता।

  10. एक पुराने, अविक्षुब्ध, संवृत यूरेनियम अयस्क में Ra-226 (अर्ध-आयु 1600 वर्ष) अपने दीर्घजीवी पूर्वज U-238 (अर्ध-आयु 4.47 अरब वर्ष) के साथ साम्य में है। कौन-सा कथन सही है?

    1. Ra-226 की सक्रियता कम है, क्योंकि जनित के रूप में वह कभी उतनी तेज़ी से क्षयित नहीं हो सकता जितनी तेज़ी से जनक उसे आपूर्ति करे
    2. दोनों के परमाणुओं की संख्या समान है, इसलिए Ra-226 की सक्रियता कहीं अधिक है क्योंकि उसकी अर्ध-आयु बहुत कम है
    3. दोनों की सक्रियताएँ समान हैं, और Ra-226 के परमाणु U-238 के परमाणुओं से उनकी अर्ध-आयु के अनुपात में कम हैं
    4. Ra-226 की सक्रियता अधिक है, उस गुणक λ₂/(λ₂ − λ₁) से जो क्षणिक साम्य में लागू होता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — दोनों की सक्रियताएँ समान हैं, और Ra-226 के परमाणु U-238 के परमाणुओं से उनकी अर्ध-आयु के अनुपात में कम हैं

    जनक की अर्ध-आयु जनित से कहीं अधिक होने के कारण तंत्र दीर्घकालिक साम्य में है: λ₂N₂ = λ₁N₁, अतः सक्रियताएँ समान हैं और N₂/N₁ = λ₁/λ₂ = 1600/(4.47 × 10⁹) ≈ 3.6 × 10⁻⁷। क्षणिक गुणक λ₂/(λ₂ − λ₁) भ्रामक है पर λ₁ के λ₂ के सामने नगण्य होने पर वह 1 की ओर जाता है। परमाणुओं की समान संख्या जनित को कहीं अधिक सक्रियता देती, जिसे साम्य अस्वीकार करता है।

  11. 4.0 × 10⁹ वर्ष अर्ध-आयु का एक जनक नाभिक 8.0 × 10⁴ वर्ष अर्ध-आयु के जनित में क्षयित होता है, और तंत्र बहुत लंबे समय से संवृत है। प्रति 10⁹ जनक परमाणुओं पर उपस्थित जनित परमाणुओं की संख्या ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 20000

    जनक कहीं अधिक दीर्घजीवी है, अतः दीर्घकालिक साम्य लागू है: N₂/N₁ = λ₁/λ₂ = t½(जनित)/t½(जनक) = 8.0 × 10⁴/4.0 × 10⁹ = 2.0 × 10⁻⁵। प्रति 10⁹ जनक परमाणु, N₂ = 2.0 × 10⁻⁵ × 10⁹ = 20000। अनुपात उलटने पर 5 × 10¹³ जनित परमाणु आते, जो असंभव है क्योंकि दीर्घकालिक साम्य में अल्पजीवी जनित अपने जनक से अधिक नहीं हो सकता।

  12. 12 h अर्ध-आयु का एक जनक 4 h अर्ध-आयु के जनित में क्षयित होता है, और क्षणिक साम्य स्थापित हो चुका है। जनित की सक्रियता व जनक की सक्रियता का अनुपात A₂/A₁, एक दशमलव स्थान तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 1.5

    क्षणिक साम्य में A₂/A₁ = λ₂/(λ₂ − λ₁) = अर्ध-आयुओं के पदों में T₁/(T₁ − T₂) = 12/(12 − 4) = 1.5। λ ∝ 1/T से जाँच: λ₁ = 1/12 व λ₂ = 1/4, अतः (1/4)/(1/4 − 1/12) = 0.25/0.1667 = 1.5। अनुपात 1 से अधिक है क्योंकि जनित की सक्रियता में पोषक क्षय भी सम्मिलित हैं।

  13. गोंडवाना महासमूह के आधार पर स्थित तालचेर संरचना किस प्रकार के निक्षेप से अभिलक्षित है?

    1. क्रिटेशियस काल के अंत में विस्फोटित बाढ़ बेसाल्ट
    2. मोटी कोयला-परतें जो दामोदर घाटी का मुख्य कोकिंग कोयला देती हैं
    3. शेल्फ़ पर निक्षेपित जुरैसिक ऐमोनाइट-युक्त समुद्री चूनापत्थर
    4. उत्तर पैलियोज़ोइक गोंडवाना हिमन के हिमनदीय गोलाश्म-स्तर (टिलाइट)
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — उत्तर पैलियोज़ोइक गोंडवाना हिमन के हिमनदीय गोलाश्म-स्तर (टिलाइट)

    तालचेर संरचना हिमनदीय उत्पत्ति के गोलाश्म-स्तर (टिलाइट) व शेलों से आरंभ होती है, जो उत्तर पैलियोज़ोइक के गोंडवाना हिमन को दर्ज करती है। कोयला-युक्त इकाइयाँ उसके ऊपर की बराकर व रानीगंज संरचनाएँ हैं, जो भ्रामक उलझन है; जुरैसिक समुद्री परतें कच्छ में हैं, और बाढ़ बेसाल्ट दक्कन ट्रैप हैं।

  14. निम्नलिखित भारतीय इकाइयों को पुराने से नए के सही क्रम में कौन-सा विकल्प रखता है: शिवालिक समूह, दक्कन ट्रैप, विंध्य महासमूह, धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ?

    1. धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, विंध्य महासमूह, दक्कन ट्रैप, शिवालिक समूह
    2. विंध्य महासमूह, धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, शिवालिक समूह, दक्कन ट्रैप
    3. धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, दक्कन ट्रैप, विंध्य महासमूह, शिवालिक समूह
    4. विंध्य महासमूह, धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, दक्कन ट्रैप, शिवालिक समूह
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टियाँ, विंध्य महासमूह, दक्कन ट्रैप, शिवालिक समूह

    धारवाड़ पट्टियाँ आर्कियन से आरंभिक प्रोटेरोज़ोइक की हैं, विंध्य बेसिन प्रोटेरोज़ोइक व अकायांतरित है, दक्कन ट्रैप लगभग 66 Ma के हैं और शिवालिक मोलास मायोसीन से प्लायस्टोसीन का है। विंध्य महासमूह पुराने आधार पर टिका है और आर्कियन ग्रीनस्टोन पट्टियों से नया है, तथा शिवालिक चारों में सबसे नए हैं क्योंकि वे हिमालय के उत्थान को दर्ज करते हैं।

  15. हिमालयी विभाजनों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. शिवालिक समूह मुख्य अग्र क्षेप व मुख्य सीमा क्षेप के बीच स्थित है
    2. मुख्य केंद्रीय क्षेप लघु हिमालय को उच्च हिमालय से पृथक करता है
    3. टेथिस हिमालय उच्च हिमालय के उत्तर में स्थित है और उसमें मोटे समुद्री अवसादी अनुक्रम हैं
    4. लघु हिमालय मुख्य केंद्रीय क्षेप व दक्षिण तिब्बत विलगन के बीच स्थित है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — शिवालिक समूह मुख्य अग्र क्षेप व मुख्य सीमा क्षेप के बीच स्थित है; B — मुख्य केंद्रीय क्षेप लघु हिमालय को उच्च हिमालय से पृथक करता है; C — टेथिस हिमालय उच्च हिमालय के उत्तर में स्थित है और उसमें मोटे समुद्री अवसादी अनुक्रम हैं

    दक्षिण से उत्तर क्षेत्र हैं शिवालिक (मुख्य अग्र व मुख्य सीमा क्षेपों के बीच), लघु हिमालय (मुख्य सीमा व मुख्य केंद्रीय क्षेपों के बीच), उच्च हिमालय (मुख्य केंद्रीय क्षेप व दक्षिण तिब्बत विलगन के बीच) तथा समुद्री अनुक्रमों सहित टेथिस हिमालय। लघु हिमालय को दक्षिण तिब्बत विलगन के पास रखने वाला कथन वस्तुतः उच्च हिमालय का वर्णन है।

  16. एक सर्वेक्षण को कोयले की प्रथम खोज के लिए भूवैज्ञानिक दृष्टि से सर्वाधिक संभावनाशील क्षेत्र चुनना है। उसे कौन-सा चुनना चाहिए?

    1. दक्षिणी कर्नाटक का आर्कियन धारवाड़ नाइस क्षेत्र, जो इस प्रदेश की सबसे पुरानी भूपर्पटी है
    2. बराकर-प्रकार की संरचनाओं वाला भ्रंश-परिबद्ध परमियन गोंडवाना बेसिन, जैसे दामोदर घाटी
    3. दक्कन ट्रैप पठार, क्योंकि मोटे बेसाल्ट प्रवाहों ने प्रचुर वनस्पति-पदार्थ को दबाकर पकाया है
    4. हिमालय की उच्च क्रिस्टलीय पट्टी, क्योंकि उच्च दाब व ताप त्वरित कोयलीकरण के पक्ष में हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — बराकर-प्रकार की संरचनाओं वाला भ्रंश-परिबद्ध परमियन गोंडवाना बेसिन, जैसे दामोदर घाटी

    कोयले को ऐसा अवसादी बेसिन चाहिए जिसमें वनस्पति-पदार्थ जमा होकर दबा हो, और दामोदर घाटी जैसे परमियन गोंडवाना बेसिनों में भारत का अधिकांश कोयला है। नाइस क्षेत्र और उच्च हिमालय की क्रिस्टलीय चट्टानें कायांतरित हैं और उनमें कोयला नहीं होता; लावा प्रवाह वनस्पति-पदार्थ को नष्ट करते हैं, कोयला नहीं बचाते, यद्यपि उनके नीचे कोयला-युक्त अवसाद हो सकते हैं।

  17. एक संवृत खनिज में अब उपस्थित प्रत्येक एक जनक परमाणु के सापेक्ष रेडियोजनित मूल के सात जनित परमाणु हैं, और आरंभ में कोई जनित नहीं था। जनक की कितनी अर्ध-आयु बीत चुकी हैं?

    1. 2.8 अर्ध-आयु, log₂ 7 से
    2. 3 अर्ध-आयु, क्योंकि जनक अब अपनी मूल मात्रा का एक-आठवाँ है
    3. 4 अर्ध-आयु, क्योंकि सात जनित का अर्थ जनक-अंश एक-सोलहवाँ है
    4. 7 अर्ध-आयु, क्योंकि एक अर्ध-आयु प्रति जनक एक जनित उत्पन्न करती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — 3 अर्ध-आयु, क्योंकि जनक अब अपनी मूल मात्रा का एक-आठवाँ है

    D/N = 7 का अर्थ है कि मूलतः 7 + 1 = 8 जनक-समतुल्य थे, अतः N/N₀ = 1/8 = (1/2)³ और तीन अर्ध-आयु बीत चुकी हैं; व्यापक रूप में D/N = 2ⁿ − 1। log₂ 7 = 2.8 लेना शेष जनक को भूल जाना है, जो प्रचलित भूल है। चार अर्ध-आयु से D*/N = 15 मिलता, और प्रत्येक अर्ध-आयु प्रति जनक एक जनित उत्पन्न नहीं करती।

  18. भारत के संसाधन व उसके प्रमुख भूवैज्ञानिक आश्रय की निम्नलिखित जोड़ियों में से कौन-सी सही हैं?

    1. सुकिंदा (ओडिशा) का क्रोमाइट: प्री-कैम्ब्रियन क्षेत्र के भीतर अतिमैफ़िक पिंड
    2. झरिया का कोकिंग कोयला: दामोदर घाटी के परमियन गोंडवाना कोयला-स्तर
    3. कोलार (कर्नाटक) का सोना: आर्कियन धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टी की क्वार्ट्ज़ शिराएँ
    4. मुंबई हाई का पेट्रोलियम: धारवाड़ क्रेटॉन का आर्कियन नाइस
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — सुकिंदा (ओडिशा) का क्रोमाइट: प्री-कैम्ब्रियन क्षेत्र के भीतर अतिमैफ़िक पिंड; B — झरिया का कोकिंग कोयला: दामोदर घाटी के परमियन गोंडवाना कोयला-स्तर; C — कोलार (कर्नाटक) का सोना: आर्कियन धारवाड़ ग्रीनस्टोन पट्टी की क्वार्ट्ज़ शिराएँ

    सुकिंदा क्रोमाइट प्री-कैम्ब्रियन चट्टानों के अतिमैफ़िक पिंडों में है, झरिया कोकिंग कोयला परमियन गोंडवाना कोयला-स्तरों में, और कोलार सोना आर्कियन ग्रीनस्टोन पट्टी की क्वार्ट्ज़ शिराओं में। पेट्रोलियम को स्रोत, भंडार व आवरण सहित अवसादी बेसिन चाहिए; मुंबई हाई पश्चिमी अपतट के टर्शियरी अवसादी बेसिन में है, क्रिस्टलीय नाइस में नहीं।