फेल्स्पार गट

फेल्स्पार गट : शैलकारी खनिजांपैकी सर्वांत विपुलतेने आढळणाऱ्या व महत्त्वाच्या खनिज गटाचे नाव. पृथ्वीच्या कवचातील सर्वांत बाहेरच्या, सु. १५ किमी. जाडीच्या थरातील खडकांचा साठ टक्क्यांहून अधिक भाग फेल्स्पारांचा बनलेला आहे. बहुतेक सर्व प्रकारच्या ⇨ अग्‍निज खडकांत फेल्स्पार हे एक आवश्यक खनिज असून त्यांच्या रासायनिक संघटनांमध्ये बरीच विविधता असते, तसेच विशिष्ट रासायनिक संघटन असणारी ठराविक फेल्स्पारे विशिष्ट खडकांतच आढळतात. त्यामुळे फेल्स्पारांचा अग्‍निज खडकांच्या वर्गीकरणासाठी महत्त्वाचा उपयोग होतो. उदा., अल्कली (सोडियम, पोटॅशियम असलेली) फेल्स्पारे सिकत (सिलिकेचे प्रमाण जास्त असलेल्या) व अतिसिकत अग्‍निज खडकांत आढळतात. कॅल्शियमयुक्त फेल्स्पारे अल्पसिकत व अत्यल्पसिकत खडकांत आढळतात. केवळ अत्यल्पसिकत अशा विरळाच आढळणाऱ्या अग्‍निज खडकांत फेल्स्पारांचा अभाव असतो. पेग्मटाइट खडकांत फेल्स्पार प्रमुख घटक असून खनिज-शिरांमध्येही ते असते. औष्णिक व प्रादेशिक रूपांतरणाने तयार झालेल्या रूपांतरित खडकांतही फेल्स्पार आढळते. वातावरणीय क्रियेने फेल्स्पारांचे सहज अपघटन (रेणूचे तुकडे) होत असले, तरीही वालुकामय गाळाच्या खडकांत क्‍वॉर्टझाच्या खालोखाल फेल्स्पार विपुल असते. मृण्मय व कार्बोनेटी खडकांत मात्र फेल्स्पार त्यामानाने विरळाच आढळते.

फेल्स्पारांच्या रासायनिक अपघटनाने केओलीन व तत्सम इतर मृद्‌खनिजे तयार होतात. भूपृष्ठावर आढळणाऱ्या मृदावरणातील ते प्रमुख घटक असतात. काच आणि मृत्तिका व पोर्सलीन उद्योगधंद्यांत फेल्स्पारांचा, विशेषतः पोटॅश फेल्स्पारांचा महत्त्वाचा वापर होतो. चंद्रकांत (मूनस्टोन) सारखे फेल्स्पारांचे प्रकार उपरत्ने म्हणून वापरले जातात.

या खनिज गटाचे मूळचे ‘फेल्डस्पार’ (feldspar) हे नाव जे. जी. वॉलेरियस यांनी १७४७ मध्ये, ‘फेल्डस्पॅट’ (feldspat) म्हणजे ‘क्षेत्र-स्फटिक’ या अर्थाच्या स्वीडिश शब्दावरून दिले. नंतर रिचर्ड करवॅन यांनी ‘फेल्स’ (felds) म्हणजे ‘खडक’ या अर्थाच्या जर्मन शब्दावरून ‘फेल्स्पार’ (feldspar) ही संज्ञा वापरली. इंग्‍लंडमध्ये फेल्स्पार हे नाव प्रचलित असले, तरी यूरोप व अमेरिकेत फेल्डस्पार अशी संज्ञा वापरली जाते.

सर्वसाधारण गुणधर्म : इतर खनिजांच्या मानाने फेल्स्पार खनिजे वजनाने हलकी (वि. गु. २·५५ ते २·७६) आणि कठीण [मोस कठिनता अंक ६ ⟶ कठिनता] असतात. त्यांचा प्रणमनांक (प्रकाशाचा निर्वातातील वेग व दिलेल्या माध्यमातील वेग यांचे गुणोत्तर) १·५२ ते १·५८ पर्यंत असून द्विप्रणमन (प्रत्येक किरणाचे निरनिराळे वेग असलेल्या दोन घटक किरणांत विभाजन करण्याचा गुणधर्म) अत्यंत कमी (०·०१ किंवा कमी) असते. अत्यंत शुद्ध फेल्स्पारे स्वच्छ आणि रंगहीन असतात परंतु त्यांच्यातील मलद्रव्यांमुळे, तसेच रासायनिक बदल होऊन त्यांच्यात तयार झालेल्या द्रव्यांमुळे बहुतेक फेल्स्पाराचा रंग तांबूस गुलाबी, तपकिरी, हिरवट, मळकट, उदी राखेसारखा झालेला असतो. मायक्रोक्लिनाच्या ‘ॲमेझॉन स्टोन’ नावाच्या प्रकारचा रंग भडक हिरवा असतो. ॲव्हेंच्युराइन नावाचे फेल्स्पार तांब्यासारखे लालसर रंगाचे असते. चंद्रकांत, पेरिस्टेराइट व लॅब्रॅडोराइट जातीच्या फेल्स्पारांत रंगदीप्तीचा (निरनिराळ्या दिशांनी पाहिल्यास विविध रंगछटा दिसण्याचा) गुण आढळतो.

रासायनिक दृष्ट्या बहुतेक फेल्स्पारे पोटॅशियम, सोडियम किंवा कॅल्शियम आणि अगदी क्‍वचित बेरियम यांची ॲल्युमिनियमयुक्त सिलिकेटे असतात. त्यांच्यात अत्यल्प प्रमाणात रुबिडियम, स्ट्राँशियम आणि लोह असू शकते. फेल्स्पारांचे सर्वसामान्य सूत्र WZ₄O₈ असे लिहिता येते. यांतील W म्हणजे K, Na किंवा Ca असून Z म्हणजे Si आणि Al हे गुणोत्तर नेहमी ३ : १ पासून १ : १ पर्यंत असते. सर्व फेल्स्पारांत Si बरोबरच काही किमान Al असतेच. त्यामुळे वरील सूत्र WA1(A1-Si)Si₂O₈ असेही लिहिता येते.

बेरियम फेल्स्पार अत्यंत विरळा आढळत असून शैलकारी खनिज म्हणून ते महत्त्वाचे नाही. त्यामुळे फेल्स्पारांचे विवेचन करताना पोटॅशियम, सोडियम आणि कॅल्शियम फेल्स्पारांचाच विचार प्रामुख्याने केला जातो. बहुसंख्य फेल्स्पारे ही पोटॅशियम (पोटॅश) फेल्स्पार (ऑर्थोक्लेज KAlSi₃O₈) सोडियम (सोडा) फेल्स्पार (अल्बाइट NaAlSi₃O₈) आणि कॅल्शियम फेल्स्पार (ॲनॉर्थाइट CalAl₂Si₂O₈) या त्रिअंगी प्रणालीचे घटक असल्याचे दिसते (ऑर्थोक्लेज, अल्‍बाइट व ॲनॉर्थाइट हे अनुक्रमे Or, Ab व An असे दर्शविले जातात). पोटॅशियम व सोडियम फेल्स्पार मालेला अल्कली फेल्स्पार आणि सोडियम व कॅल्शियम फेल्स्पार मालेला प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पार अशी नावे आहेत. सामान्यपणे अल्कली फेल्स्पारात घन विद्रावाच्या [⟶ घन विद्राव] स्वरूपात ५ ते १० टक्क्यांपर्यंत कॅल्शियम फेल्स्पार असू शकते. त्याचप्रमाणे प्लॅजिओक्लेजातही ५ ते १० टक्क्यांपर्यंत पोटॅशियम फेल्स्पार घन विद्रावाच्या रूपात असू शकते. या तीन फेल्स्पारांचे घन विद्राव रूपात एकमेकांशी असणारे संबंध त्रिभुज आकृतीने आ. १ मध्ये दाखविले आहेत.

रासायनिक संघटनानुसार फेल्स्पारांचे जसे विविध प्रकार होतात, तसेच स्फटिकीभवन होण्याच्या तापमानानुसारही वेगवेगळी आंतरिक संरचना असणारे त्यांचे अनेक प्रकार आढळतात. ज्वालामुखी खडकांतील फेल्स्पारे उच्च तापमानाला स्फटिकीभूत झालेली असतात. त्यांना उच्च तापमानी फेल्स्पारे म्हणतात. उलट पातालिक (अतिशय खोलीवर तयार झालेल्या) अग्‍निज खडकांतील फेल्स्पारे सावकाश निवून कमी तापमानात तयार झालेली असतात, त्यांना निम्‍न तापमानी फेल्स्पारे म्हणतात. या दोहोंच्या मधल्या टप्प्यातील तापमानाला स्फटिकीभूत होणारी मध्यम तापमानी फेल्स्पारेही असतात.

अल्कली फेल्स्पार मालेतील पोटॅशियम टोकाच्या घटक खनिजाची संरचनात्मक अवस्था निरनिराळ्या तापमानांनुसार निरनिराळी असते. सर्वांत उच्च तापमानाला स्फटिकीभूत होणारे घटक एकनताक्ष [⟶ स्फटिकविज्ञान] असून त्यांना सॅनिडीन हे नाव आहे. त्यापेक्षा काहीशा कमी तापमानाला तयार होणाऱ्या पोटॅशियम फेल्स्पाराला ऑर्थोक्लेज म्हणतात. हे खनिजही एकनताक्ष पण वेगळ्या संरचनेचे असते. सर्वांत कमी तापमानाच्या पोटॅशियम फेल्स्पाराला मायक्रोक्लीन म्हणतात. ते त्रिनताक्ष असते. त्यांच्यातही स्फटिकीभवनाच्या कमी-जास्त तापमानांनुसार स्फटिक अक्षांची तिर्यकता कमीजास्त असते. त्यांतील सर्वांत जास्त तिर्यकता असणाऱ्या स्फटिकांना महत्तम मायक्रोक्लीन आणि इतरांना मध्यम मायक्रोक्लीन म्हणतात.

आंतरिक रचनेच्या दृष्टीने असमांग असणाऱ्या पोटॅशियम फेल्स्पाराला ॲडुलॅरिया असे नाव आहे.

शुद्ध सोडियम फेल्स्पारांमध्येही स्फटिकीभवनाच्या कमीजास्त तापमानानुसार निम्‍न अल्बाइट, मध्यम अल्बाइट आणि उच्च अल्बाइट असे प्रकार मिळतात. सामान्यतः ही सर्व अल्बाइट खनिजे त्रिनताक्ष असतात परंतु बरेच तापविल्यावर त्यांची संरचना बदलून एकनताक्ष प्रणालीची होते. ॲडुलॅरियासारख्या असमांग आंतरिक संरचनेच्या सोडियम फेल्स्पाराला पेरिक्लीन असे नाव आहे.

घन विद्राव रूपात असणाऱ्या अल्कली फेल्स्पारांचे त्यांच्या प्रकाशीय गुणधर्मांनुसार पुढील चार प्रकारांत वर्गीकरण केले आहे : (१) उच्च अल्बाइट – उच्च सॅनिडीन, (२) उच्च अल्बाइट – निम्‍न सॅनिडीन, (३) निम्‍न अल्बाइट-ऑर्थोक्लेज, (४) निम्‍न अल्बाइट–मायक्रोक्लीन.

यांपैकी उच्च अल्बाइट-उच्च सॅनिडीन या मालेतील घटक एकमेकांत संपूर्णतया घन विद्रावरूपात असू शकतात. मात्र अल्बाइटाच्या कमी-जास्त प्रमाणानुसार त्यांच्या स्फटिक संरचनेत एकनताक्ष (Ab_० ते Ab₆₈) पासून त्रिनताक्ष (Ab₆₈ ते Ab₁₀₀) पर्यंत असा बदल दिसून येतो. या मालेतील त्रिनताक्ष घटकांना ॲनॉर्थोक्लेज आणि इतर घटकांना सोडियमयुक्त सॅनिडीन असे म्हणतात.

निम्‍न अल्बाइट – ऑर्थोक्लेज, तसेच निम्‍न अल्बाइट – मायक्रोक्लीन या निम्‍न तापमानी मालांच्या घटकांमध्ये फार मर्यादित स्वरूपात घन विद्राव्यता असते. त्यामुळे सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिल्यास हे दोन घटक घन विद्रावातून वेगळे, सुटे झालेले दिसतात. अशा आंतरवृद्धीला सूक्ष्म पर्थाइट म्हणतात. जर सुटे झालेले दोन्ही घटक नुसत्या डोळ्यांनी दिसण्याइतके मोठ्या आकारमानाचे असतील, तर त्यांना पर्थाइट म्हणतात. चंद्रकांत या अल्कली फेल्स्पारात काही विशिष्ट पृष्ठभागांवर एक प्रकारची चमक किंवा रंगदीप्ती दिसते, ती या अतिसूक्ष्म किंवा गूढ पर्थाइटामुळेच.

बहुतेक पर्थाइट हे सोडियमप्रधान फेल्स्पार खनिजाची पोटॅशियमप्रधान फेल्‍स्‍पारात झालेली आंतरवृद्धी असते. फ्लॅजिओक्लेजाच्या आधारकात पोटॅशियमप्रधान फेल्‍स्‍पाराची आंतरवृद्धी झालेली असल्यास तिला प्रतिपर्थाइट असे म्हणतात.

फेल्‍स्‍पारांच्या परस्परसंबंधावर नव्या संशोधनाने बराच प्रकाश पडला आहे. त्यानुसार असे दिसते की, मायक्रोक्लीन आणि सॅनिडीन ही खनिजे पोटॅशियम फेल्‍स्‍पाराची सुव्यवस्थित आणि अव्यवस्थित संरचना असणारी दोन बहुरूपे आहेत. सॅनिडिनाच्या जालकात Si आणि Al चे आयन (विद्युत्‌ भारित अणू) इतस्ततः कसेही रचलेले असतात, तर मायक्रोक्लिनामध्ये त्यांची मांडणी एका ठराविक क्रमाने झालेली असते. अव्यवस्थित संरचनेचे हे बहुरूप (सॅनिडीन) ७००º से. पेक्षा जास्त तापमानात अधिक स्थिर असते. त्यामुळे या तापमानाला मायक्रोक्लिनाचे रूपांतर सॅनिडिनामध्ये होते. याच्या उलट बदल करणे प्रयोगशाळेत शक्य झालेले नाही कारण Si आणि A1 यांच्या व्यवस्थित मांडणीच्या संरचनेसाठी उच्च क्रियाशील ऊर्जा लागते.

ऑर्थोक्लेज व ॲडुलॅरिया हे प्रकारही आंतरिक संरचनेच्या दृष्टीने सॅनिडीन व मायक्रोक्लीन यांच्या मध्ये बसणारे आहेत.

६६०º से.पेक्षा उच्च तापमानाला सोडियम व पोटॅशियम फेल्स्पारांमध्ये संपूर्ण घन विद्रावण होऊ शकते. त्यापेक्षा कमी तापमानाला हा घन विद्राव अस्थिर होऊन सावकाश थंड होण्याच्या क्रियेत पोटॅशियम व सोडियम फेल्‍स्‍पारांचा अतिरिक्त भाग घन विद्रावातून वेगळा होऊन पर्याइट व प्रतिपर्थांइट आंतरवृद्धी घडून येते. पर्थाइट व प्रतिपर्थाइट खनिजे बराच काळ १,०००º से. तापमानाला तापविल्यास ती पुन्हा समांगी होतात, असे दिसून येते.

प्लॅजिओक्लेज मालेमध्येही उच्च तापमानी, मध्यम तापमानी आणि निम्‍न तापमानी असे प्रकार आढळतात. प्लॅजिओक्लेजातील कॅल्शियम टोकाचे ॲनॉर्थाइट हे घटक खनिज त्रिनताक्ष असून त्यांच्या उच्च किंवा निम्‍न तापमानुसार असणाऱ्या संरचनात्मक अवस्थांसाठी वेगळी नावे नाहीत. प्लॅजिओक्लेज मालेतील कोणत्याही खनिजाचे रासायनिक संघटन अल्बाइट व ॲनॉर्थाइट या दोन घटकांच्या टक्केवारीत देता येते. सोयीसाठी टक्केवारीच्या विशिष्ट कक्षा असणारे सहा भाग पाडून त्यांना ॲनॉर्थाइटाच्या ० ते १०, १० ते ३०, ३० ते ५०, ५० ते ७०, ७० ते ९० आणि ९० ते १०० अशा टक्केवारीच्या कक्षेनुसार अनुक्रमे अल्बाइट, ऑलिगोक्लेज, अँडेसाइन, लॅब्रॅडोराइट, बायटोनाइट आणि ॲनॉर्थाइट अशी नावे दिली आहेत. हे भाग केवळ वर्णनाच्या सोयीसाठी पाडलेले असून त्यांचा स्फटिक संरचनेशी काही संबंध नाही.

उच्च तापमानी प्लॅजिओक्लेज मालेतील खनिजांमध्ये संपूर्ण घन विद्राव्यता आढळते. निम्‍न तापमानी प्लॅजिओक्लेज मालेचे मात्र तसे नाही. क्ष-किरण पद्धतीने त्यांची तपासणी केल्यास त्यांची आंतरिक संरचना बरीच जटिल असल्याचे दिसते.

ऑर्थोक्लेज व ॲनॉर्थाइट यांच्यात घन विद्रावण होऊ शकत नाही. त्यामुळे या दोन्ही घटकांचे विविध प्रमाण असणाऱ्या अनेक घटक खनिजांची सलग माला आढळत नाही.

बहुतेक सर्व फेल्स्पारांत अत्यल्प प्रमाणात बेरियमाचे आयन असतातच. ज्या फेल्‍स्‍पारांमध्ये बेरियमयुक्त घटकाचे (BaAl₂Si₂O₈) प्रमाण ९० टक्क्यांहून जास्त असेल, त्यांना सेल्शियन असे नाव आहे. बेरियमयुक्त घटकाचे प्रमाण ३० टक्क्यांहून कमी असलेल्या फेल्स्पाराला हायालोफेन म्हणतात.

आंतरिक स्फटिक संरचना : फेल्स्पार खनिजांच्या स्फटिकी संरचनेचा उलगडा प्रथम डब्ल्यू. एच्‌. टेलर यांनी १९३३ मध्ये सॅनिडिनाच्या निरीक्षणाने केला. (SiAl)O₄ या चतुष्फलकाच्या मांडणीने [⟶ स्फटिकविज्ञान] ही आंतरिक संरचना तयार झालेली असून या मांडणीत (SiAl)O₄ चतुष्फलक एकमेकांना समाईक अशा ऑक्सिजन अणूंनी सर्व दिशांनी जोडलेले असतात. त्यामुळे त्यांची त्रिमितीय चौकटीची मांडणी झालेली असते.

ही स्फटिक संरचना समजण्यासाठी प्रथम सर्वांत साधी SiO₂ ची संरचना समजून घेणे इष्ट आहे. या संरचनेत प्रत्येक सिलिकॉन अणूभोवती चार ऑक्सिजन अणू असून त्यांतील प्रत्येक ऑक्सिजन अणू शेजारच्या दोन सिलिकॉन अणूंना जोडून तयार होणाऱ्या चतुष्फलकीय चौकटीची ही मांडणी असते. प्रत्येक SiO₄ चतुष्फलक असा रचलेला असतो की, त्यातील प्रत्येक O अणू हा शेजारच्या दोन चतुष्फलकांमध्ये समाईक असतो, ही मांडणी एका Si⁴⁺ बरोबर 2Q^2- अणू अशी असल्यामुळे विद्युत्‌ भाराच्या दृष्टीने ती संतुलित (उदासीन) आहे. याच मांडणीत Si अणूच्या जागी Al अणूही येऊ शकतो. सोयीसाठी SiO₂ ऐवजी Si₄O₈ चा विचार करू. यातील एक किंवा दोन Si अणूंच्या जागी Al अणूची प्रतिष्ठापना झाल्यास Si⁴⁺ च्या जागी Al³⁺ आयन येतो आणि मूळची Si₄O₈ ही मांडणी (AlSi₃O₈)^– किंवा (Al₂Si₃O₈)^2– अशी होते. या मांडणीत एक अथवा दोन ऋण भार उरतात. त्यांचे संतुलन करण्यासाठी चतुष्फलकांच्या आंतरकोशीय (स्फटिक कोशातील अणूंच्या वा आयनांच्या नेहमीच्या स्थानांव्यतिरिक्त असलेल्या) पोकळ्यांमध्ये पोटॅशियम (K⁺), सोडियम (Na⁺) किंवा कॅल्शियम (Ca²⁺) हे ऋणायन (विद्युत् विच्छेदन क्रियेत ऋणाग्राकडे जाणारे धन विद्युत्‌ भारित आयन) येणे आवश्यक असते. त्यानुसार KAlSi₃O₈, NaAlSi₃O₈ किंवा CaAl₂Si₃O₈ अशा रासायनिक संघटनांचे स्फटिक तयार होतात.

(SiAl)O₄ चे चतुष्फलक बरेच स्थितिस्थापक (ताण काढून घेतला असता मूळ स्थिती पुन्हा प्राप्त होणारे) असतात. त्यांच्या आंतरकोशीय जागेत K⁺, Na⁺, Ca²⁺ इ. ऋणायन त्यांच्या आकारमानानुसार सामावून घेतले जातात. K आणि Ba या आयनांचे आकारमान (त्रिज्या ≈ 1·3 Å, Å म्हणजे अँगस्ट्रॉम एकक = १०^-१० मी.) बरेच मोठे असल्यामुळे त्यांचे स्फटिक जालक एकनताक्ष संरचनेचे होते. उलट Na, Ca यासारखे लहान आकारमानाचे (त्रिज्या ≈ १·० Å) आयन असल्यास ते स्फटिक जालक त्रिनताक्ष संरचनेचे होते.

ऑर्थोक्लेज व अल्बाइट यांच्या मांडणीत एकूण सिलिकॉन आयनांपैकी एक चतुर्थांश आयनांच्या जागी ॲल्युमिनियम आयन आलेले असतात. प्रतिष्ठापित झालेल्या (ज्यांच्या जागी दुसरे आयन आलेले आहेत) अशा प्रत्येक Si आयनाबद्दल एक एक K⁺ किंवा Na⁺ आयन चौकटीच्या आंतरकोशीय जागेत आल्यामुळे एकूण धन आणि ऋण भारांचे संतुलन झालेले असते. ॲनॉर्थाइटात एकूण सिलिकॉन आयनांपैकी निम्म्या आयनांच्या जागी ॲल्युमिनियमाचे आयन असतात. त्यामुळे एकूण विद्युत्‌ भारांचे संतुलन होण्यासाठी आंतरकोशीय जागेत Ca²⁺ सारखे द्विसंयुजी (इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारा अंक २ असलेले) आयन असावे लागतात.

अल्बाइट (NaAlSi₃O₈) आणि ॲनॉर्थाइट (CaAl₂Si₂O₈) यांच्यात दिसून येणारी समरूपता आणि संपूर्ण घन विद्राव यांचे स्पष्टीकरण देताना गुस्टाफ चेरमाक यांनी १८६९ मध्ये या दोन अंतिम टोकांच्या घटकांचे मिश्रण होऊन त्यांच्या दरम्यानचे संघटन असणारे मिश्रस्फटिक बनतात, असे प्रतिपादन केले होते पण आता प्लॅजिओक्लेजाच्या मिश्रस्फटिकाच्या जालकात CaAl या आयन गटाची NaSi या आयन गटाने प्रतिष्ठापना केलेली असते, असे स्पष्टीकरण देण्यात येते.

रूपविचार : त्रिनताक्ष फेल्स्पारांची व एकनताक्ष फेल्स्पारांची सममिती यांच्यात प्रत्यक्षात फारच थोडा फरक असतो. त्यामुळे त्रिनताक्ष व एकनताक्ष अशा दोन्ही प्रकारच्या फेल्स्पारांत काही विशिष्ट रूप प्रकार समान असलेले दिसतात. हे रूपप्रकार म्हणजे प्रामुख्याने (001) आणि (010) ही व त्यांच्या जोडीला (110) ही पृष्ठे [⟶ स्फटिकीविज्ञान] विकसित होऊन झालेल्या स्फटिक आकृत्या.

ऑर्थोक्लेज आणि मायक्रोक्लिनामध्ये c अक्षाला समांतर वाढ होऊन तयार झालेले आकार असतात, तर सॅनिडिनामध्ये (010) पृष्ठाला समांतर वाढ होऊन चपटा वडीसारखा आकार दिसतो. अल्बाइटाचे स्फटिकही (010) पृष्ठाला समांतर वाढून चपट्या वडीसारखे झालेले असतात पण कित्येकदा त्यांची वाढ b अक्षाला समांतर होते. त्यांना पेरिक्लीन प्रकार म्हणतात.

उच्च तापमानाच्या सोडियमप्रधान ॲनॉर्थोक्लेज फेल्स्पाराचा आकार समचतुर्भुजीसारखा असतो. ॲडुलॅरियाचे स्फटिकही समचतुर्भुज प्रणालीचे असल्यासारखे दिसतात. कारण त्यांच्या (001) आणि (101) या पृष्ठांचा c अक्षाशी होणारा कोन जवळजवळ सारखाच असतो.

फेल्स्पारांत सामान्यपणे (001) हे ⇨ पाटन उत्तम आणि (010) हे पाटन चांगले असते. ही पाटन प्रतले एकनताक्ष स्फटिकांमध्ये एकमेकांशी काटकोन करतात परंतु त्रिनताक्ष स्फटिकांत ती जवळजवळ काटकोनात असतात.

यमलन : फेल्स्पार स्फटिकांमध्ये झालेले यमलन [जुळे स्फटिक तयार होण्याची क्रिया ⟶ स्फटिकविज्ञान] अनेक नियमांना अनुसरून झालेले दिसते. त्यांच्यापैकी संस्पर्शी कार्ल्सबाड, अन्योन्यवेशी कार्ल्सबाड, बव्हेनो, मानेबाख, अल्बाइट व पेरिक्लीन या नियमांना अनुसरून होणारे यमलन प्रामुख्‍याने दिसते (आ. ४).

यमलनाच्या प्रकारांचे लंब, समांतर आणि मिश्र या तीन प्रमुख गटांत वर्गीकरण करता येते. लंब यमलनात यमलन अक्ष कोणत्या तरी स्फटिकपृष्ठाला लंब असतो आणि हे स्फटिकपृष्ठ संयोगपृष्ठाला समांतर असते. समांतर यमलनात यमलन अक्ष म्हणजे स्फटिकाची एखादी कड असते आणि या यमलन अक्षाला संयोगपृष्ठ समांतर असते. मात्र हे संयोगपृष्ठ म्हणजे एखादे स्फटिकपृष्ठ असतेच असे नाही. मिश्र यमलनात स्फटिकाचा एक भाग आ हा दुसऱ्या अ भागाला लंब यमलन नियमाने बद्ध झालेला, तर तिसरा इ भाग आ भागाशी समांतर यमलन नियमाने बद्ध झालेला असतो. त्यांचे संयोगपृष्ठ मात्र समाईक लंब यमलनाचेच असू शकते. अशा वेळी अ आणि इ हे भाग एकमेकांशी मिश्र यमलन नियमाने बद्ध झालेले असतात. या मिश्र यमलनाचा यमलन अक्ष संयोगपृष्ठात असून एखाद्या स्फटिक कडेला काटकोनात असतो. म्हणजेच समांतर यमलन अक्षाशीही त्याचा ९०º कोन होतो. कित्येक वेळा अ आणि इ यांच्याशी प्रत्येकी साध्या (लंब अथवा समांतर) यमलन नियमाने संबद्ध असणाऱ्या आ या भागाचा स्फटिकात अभाव असतो. हे मिश्र यमलन संबंध आ. ५ मध्ये त्रिमितिदर्शी आकृतिरूपाने दाखविले आहेत.

कार्ल्सबाड, बव्हेनो व मानेबाख हे यमलन प्रकार एकनताक्ष, तसेच त्रिनताक्ष या दोन्ही फेल्स्पारांत आढळतात. त्यांच्यात सामान्यतः दोन परंतु क्वचित तीन, चार किंवा सहापर्यंत भाग असू शकतात.

अल्बाइट व पेरिक्लीन यमलन त्रिनताक्ष फेल्स्पारांत नेहमी आढळते. यांपैकी अल्बाइट नियमानुसार होणारे यमलन अधिक सामान्य आहे. मायक्रोक्लिनामध्ये अल्बाइट व पेरिक्लीन या दोन्ही यमलन प्रकारांचे मिश्रण आढळते. मायक्रोक्लीन तयार होत असताना सुरुवातीला ते एकनताक्ष असते आणि नंतर त्यातील काही भाग त्रिनताक्ष होतो. या त्रिनताक्ष स्फटिकातील काही स्फटिकांचा b अक्ष एकनताक्ष स्फटिकांच्या b अक्षाला समांतर राहून त्या त्रिनताक्ष स्फटिक भागाचे यमलन पेरिक्लीन नियमानुसार होते. बाकीच्या त्रिनताक्ष स्फटिकाच्या भागात (010) हे पृष्ठ मूळच्या एकनताक्ष स्फटिकांच्या (010) पृष्ठाला समांतर असते आणि त्या भागाचे यमलन अल्बाइट नियमानुसार होते. हे अल्बाइट आणि पेरिक्लीन यमलनाचे भाग एकमेकांत उभेआडवे गुंफल्यासारखे असतात आणि सूक्ष्मदर्शकाखाली जात्य निकालांतून [प्रतलीय ध्रुवित–ज्यातील सर्व बिंदूंच्या ठायीची आंदोलने एकाच प्रतलात होत असतात असा–प्रकाश निर्मिणाऱ्या लोलकाला निकोल लोलक म्हणता व ज्यांचे प्रकाशीय अक्ष एकमेकांना काटकोनात असतात अशा निकोल लोलकांना जात्य निकोल म्हणतात ⟶ प्रकाशकी] पाहिले असता त्यांच्या एकमेकांस जवळजवळ काटकोनात असणाऱ्या छेदरेषा दिसतात. अशाच प्रकारच्या छेदरेषा ॲनॉर्थोक्लेजातही दिसतात व त्याही पेरिक्लीन व अल्बाइट यमलनाच्या मिश्रणामुळेच झालेल्या असतात. यावरून ॲनॉर्थोक्लेजही सुरुवातीला एकनताक्ष असून नंतर बदलून त्रिनताक्ष झाल्याचे दिसून येते. मात्र ॲनॉर्थोक्लेजातील पेरिक्लीन यमलनाच्या संयोगपृष्ठाची दिशा मायक्रोक्लिनातील संयोगपृष्ठाच्या दिशेपेक्षा वेगळी असल्यामुळे या दोन खनिजांतील छेदरेषाकृती वेगळ्या ओळखू येतात.

अल्कली फेल्स्पारे : या वर्गात KAlSi₃O₈ आणि NaAlSi₃O₈ हे दोन अंत्य घटक असणाऱ्या घन विद्रावी फेल्स्पारांच्या मालेचा समावेश होतो. या फेल्स्पारांत CaAl₂Si₂O₈ हा घटकही अल्प प्रमाणात घन विद्रावाच्या रूपात सामावलेला असू शकतो. Or₁₀₀AB_० ते Or₅₀Ab₅₀ या टप्प्यातील फेल्स्पारांमध्ये कॅल्शियम घटकाचे प्रमाण ५ टक्क्यांहूनही कमीच असते. मात्र सोडियम फेल्स्पारांचे प्रमाण Ab₅₀ पेक्षा जास्त असणाऱ्या अल्कली फेल्स्पारांमध्ये कॅल्शियम घटकाचे प्रमाण याहून बरेच जास्त असू शकते. अल्कली फेल्स्पारांमध्ये कॅल्शियम व्यतिरिक्त अत्यल्प प्रमाणात बेरियम, टिटॅनियम, लोह, मॅग्‍नेशियम, स्ट्राँशियम आणि क्वचित मॅंगॅनीज हेही असू शकतात.

प्रकाशीय व प्राकृतीय गुणधर्म : ऑर्थोक्लेजात प्रकाशीय अक्ष प्रतल (010) पृष्ठाला लंब असते. मायक्रोक्लीन आणि बहुतेक सर्व सॅनिडीन व ॲनॉर्थोक्लेज फेल्स्पारांमध्येही प्रकाशीय अक्ष प्रतलाची हीच दिशा असते. मात्र उच्च तापमानात तयार होऊन झपाट्याने थंड झालेल्या खडकांतील उच्च सॅनिडिनात प्रकाशीय अक्ष प्रतल (010) ला समांतर असते. अल्कली फेल्स्पारातील प्रकाशीय अक्ष प्रतलाची दिशा आणि प्रकाशीय अक्षीय कोन सहज मोजता येतात. त्यामुळे फेल्स्पाराचा प्रकार ओळखण्याचे ते एक महत्त्वाचे साधन आहे. प्रकाशीय गुणधर्मानुसार अल्कली फेल्स्पारांचे (१) उच्च अल्बाइट – उच्च सॅनिडीन, (२) उच्च अल्बाइट-सॅनिडीन-ॲनॉर्थोक्लेज, (३) निम्‍न अल्बाइट-ऑर्थोक्लेज आणि (४) निम्‍न अल्बाइट-मायक्रोक्लीन अशा चार मालांमध्ये वर्गीकरण करतात.

अल्कली फेल्स्पारांचा प्रणमनांक त्यांतील अल्बाइटाच्या वाढत्या प्रमाणानुसार वाढत जातो. या वाढीचे प्रमाण निम्‍न अल्बाइट-ऑर्थोक्लेज या मालेत उच्च अल्बाइट-सॅनिडीन-ॲनॉर्थोक्लेज या मालेपेक्षा जास्त असते. प्लॅजिओक्लेजापासून अल्कली फेल्स्पार वेगळे ओळखण्याचे महत्त्वाचे गुणधर्म म्हणजे कमी प्रणमनांक, कमी वि. गु., समांतर प्रतलीय यमलनाचा अभाव आणि गूढ पर्थाइट किंवा दृश्य पर्थाइट वयन (पोत). क्‍वॉर्ट्‌झापासून हे फेल्स्पार वेगळे ओळखण्यासाठी कमी प्रणमनांक, द्वि-अक्षीयता आणि यमलन हे गुणधर्म उपयोगी पडतात.

पातळ छेदाच्या (चकतीच्या) रूपातील ऑर्थोक्लेज फेल्स्पार हे यमलन नसलेल्या प्लॅजिओक्लेजापासून तसेच क्‍वॉर्ट्‌झापासून वेगळे ओळखण्यासाठी अभिरंजन तंत्र वापरतात. यासाठी छेदावरील आच्छादन काच काढून काचपट्टिकेवरील चकतीवर प्रथम १५ ते ३० सेकंदापर्यंत हायड्रोफ्ल्युओरिक अम्‍लाची विक्रिया घडवून आणतात. नंतर हा छेद सोडियम कोबाल्ट नायट्राइटाच्या विद्रावात १५ ते २० सेकंद बुडवून ठेवतात व नंतर पाण्याने स्वच्छ धुतात. हा छेद सूक्ष्मदर्शकाखाली तपासल्यास पोटॅशियम फेल्स्पारांवर पिवळसर रंग आल्याचे दिसते, तर क्‍वॉर्ट्‌झ व प्लॅजिओक्लेज यांवर कोणताही रंग दिसत नाही.

अल्कली फेल्स्पार प्रामुख्याने अल्कलीय आणि सिकत अग्‍निज खडकांत विशेषतः सायेनाइट, ग्रॅनाइट, ग्रॅनोडायोराइट आणि त्यांचे समतुल्य ज्वालामुखी खडक, तसेच पेग्मटाइट या खडकांत विपुलतेने आढळतात.

 प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पार माला : प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पार जवळजवळ सर्व प्रकारच्या खडकांत आढळत असून इतर कोणत्याही खनिजांपेक्षा अधिक सामान्यपणे ते आढळतात. ॲनॉर्थाइटाच्या वाढत्या टक्केवारीनुसार प्लॅजिओक्लेज मालेचे अल्बाइट, ऑलिगोक्लेज, अँडेसाइन, लॅब्रॅडोराइट, बायटोनाइट आणि ॲनॉर्थाइट हे सहा प्रकार केलेले आहेत. सर्व प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पारे त्रिनताक्ष असून त्यांच्यात उच्च तापमानी, मध्यम तापमानी आणि निम्‍न तापमानी असे प्रकार आढळतात.

प्लॅजिओक्लेज स्फटिकांचे प्रमुख आकार अल्कली फेल्स्पारांच्या आकारांप्रमाणेच असतात. त्यांचे स्फटिक बऱ्याच वेळा चपट्या वडीसारखे असून ते अनेकदा a अक्षाला समांतर वाढलेले आणि क्वचित c अक्षाला समांतर वाढलेले असतात. प्लॅजिओक्लेजांतील An₃ ते An₂₃ या संघटन-कक्षेतील फेल्स्पारांची विभागणी सोडियमप्रधान व कॅल्शियमप्रधान अशा दोन गटांत करतात. हे स्फटिक बऱ्याचदा, विशेषतः (010) पृष्ठाच्या दिशेने पाहिले असता रंगदीप्ती दाखवितात. ही रंगदीप्ती पारव्याच्या मानेवरील रंगासारखी दिसते, त्यावरून त्यांना पेरिस्टेराइट असे नाव दिले आहे.

प्लॅजिओक्लेजात बहुधा पुनरावृत्त यमलन घडून आलेले असते. ते सूक्ष्मदर्शकाखाली ‌चांगले दिसते. कधीकधी साधे मानेबाख व अगदी क्वचित साधे बव्हेनो यमलनही आढळते. कार्ल्सबाड यमलन बऱ्याचदा असते, ते पुनरावृत्त अथवा साधे असते. अल्बाइट आणि पेरिक्लीन नियमांनुसार घडून आलेले पुनरावृत्त यमलन हे सर्वांत जास्त प्रमाणात आढळते.

प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पारांचे प्रकाशीय व प्राकृतीक गुणधर्म त्यांच्यातील ॲनॉर्थाइटाच्या प्रमाणानुसारच बदलत जातात. क्‍वॉर्ट्‌झाप्रमाणेच प्लॅजिओक्लेजाचा उठाव आणि द्विप्रणमन अगदी कमी असते परंतु ॲनॉर्थाइटाच्या वाढत्या प्रमाणानुसार प्रणमनांक एकसारखा वाढत जातो त्यामुळे प्लॅजिओक्लेजाचा निश्चित प्रकार ठरविण्यासाठी प्रणमनांकाचे मापन उपयुक्त ठरते. प्लॅजिओक्लेजात (001) हे पाटन उत्कृष्ट आणि (010) पाटन चांगले असून प्रकाशीय अक्षीय प्रतलाची दिशा वाढत्या ॲनॉर्थाइट प्रमाणानुसार विशिष्ट तऱ्‍हेने बदलत जाते. त्यामुळे प्लॅजिओक्लेज स्फटिकांचा विलोपन कोन [⟶ खनिजविज्ञान] मोजूनही प्लॅजिओक्लेजाचा (अल्बाइट-ॲनॉर्थाइट यांच्या टक्केवारीनुसार होणारा) प्रकार ओळखता येतो.

सूक्ष्मदर्शकाखाली पातळ छेदातील प्लॅजिओक्लेज ओळखण्यासाठी त्याचा अल्प उठाव, रंगहीनता, कमी द्विप्रणमन, द्वि-अक्षीयता आणि जात्य निकोलात दिसून येणारे त्याचे पुनरावृत्त (बहुसंश्लेषित) यमलन हे गुणधर्म उपयोगी पडतात. अल्बाइट-ॲनॉर्थाइट यांच्या टक्केवारीनुसार होणारा प्लॅजिओक्लेजाचा नेमका प्रकार ठरवण्यासाठी प्लॅजिओक्लेजाच्या प्रणमनांकाचे मापन, तसेच त्याचा द्वि-अक्षीय कोन आणि विलोपन कोन यांचे मापन उपयुक्त ठरते.

प्लॅजिओक्लेज फेल्स्पार प्रामुख्याने सर्व मध्यम सिकत आणि अल्प सिकत अग्‍निज, पातालिक व ज्वालामुखी खडकांत एक प्रमुख घटक खनिज म्हणून आढळते. त्याचप्रमाणे रूपांतरित खडकांमध्ये, विशेषतः पट्टिताश्मांमध्ये (हात नमुन्यात किंवा सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिले असता ज्यांच्यात स्पष्ट अशी पट्टे असलेली संरचना आढळते अशा खडकांत) ते आढळते. काही विशेष प्रकारच्या गाळांच्या खडकांत प्लॅजिओक्लेज (अल्बाइट व ऑलिगोक्लेज) बऱ्याच प्रमाणात असलेले दिसून येते.

खनिज संघटनानुसार अग्‍निज खडकांचे वर्गीकरण करताना त्यांच्यातील फेल्स्पारांचा प्रकार व प्रमाण यांचा उपयोग केला जातो. [⟶ अग्‍निज खडक].

औद्योगिक वापर : औद्योगिक क्षेत्रात प्रामुख्याने काच उद्योगात सोडा, पोटॅश आणि ॲल्युमिना पुरविणारे द्रव्य म्हणून फेल्स्पार वापरले जाते. या फेल्स्पारांत ५ टक्क्यांपर्यंत क्‍वॉर्ट्‌झ व इतर गौण खनिजांची अशुद्धी असली तरी चालते मात्र लोहामुळे काचेला मळकट हिरवा रंग असल्यामुळे लोह ऑक्साइडाचे फेल्स्पारातील प्रमाण ०·१ टक्क्याहून कमी असावे लागते. तसेच काच वितळण्याच्या तापमानात न वितळणाऱ्या उच्चतापसह (उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्या) खनिजांची अशुद्धीही फेल्स्पारात असून चालत नाही. ॲनॉर्थाइटात ॲल्युमिना व कॅल्शियम ऑक्साइड या दोहोंचे प्रमाण जास्त असूनही आणि ही दोन्ही द्रव्ये काचेसाठी उपयु्क्त असूनही ते जास्त उच्चतापसह असल्यामुळे काचनिर्मितीत त्याचा वापर न करता पोटॅश व सोडा फेल्स्पारांचाच वापर केला जातो. [⟶ काच].

मृत्तिका उद्योगातही फेल्स्पार उपयुक्त आहे. इतर घटक द्रव्यांपेक्षा पुष्कळच कमी तापमानाला ते वितळत असल्यामुळे ते इतर स्फटिकी घटकांना एकत्र धरून ठेवते. पूर्ण तयार झालेल्या मृत्तिका पदार्थांत बळकटी, चिवटपणा हे गुण येण्यासाठी वापरलेल्या फेल्स्पारांचे प्रमाण एकूण कच्‍च्‍या मालाच्या १० ते ३५ टक्के असते आणि पदार्थांच्या पृष्ठभागावर देण्यात येणाऱ्या झिलईच्या थरातील फेल्स्पाराचे प्रमाण ३० ते ३५ टक्के असते. सामान्यतः पोटॅश-सोडा हे प्रमाण १ : १ असलेले फेल्स्पार मृत्तिका उद्योगात वापरतात पण पोटॅशाचे प्रमाण अधिक असलेला मालही अधिक पसंत केला जातो.

धातूच्या पृष्ठभागावर एनॅमलाचा लेप चढवण्याच्या कामीही फेल्स्पाराची भरडकणी पूड वापरतात. कार्बोरंडम व एमरी यांची अपघर्षक (घासून व खरवडून वस्तूचा पृष्ठभाग गुळगुळीत करण्याकरिता वापरण्यात येणारी) चाके करण्यासाठी बंधक घटक म्हणूनही फेल्स्पाराचा वापर होतो. कृत्रिम दाताची कवळी करण्यासाठी खास गुणधर्माचे निवडक फेल्स्पार वापरतात.

पूर्वी मोठ्या प्रमाणात फेल्स्पार मिळविण्याचा प्रमुख मार्ग ⇨ पेग्मटाइट खडक हाच होता आणि पेग्मटाइटांचा खडक फोडून हाताने फेल्स्पाराची वेचणी करण्यात येई. १९४५ सालानंतर मात्र आधुनिक फेन-प्लवन तंत्राचा [फेसातील बुडबुड्यांना चिकटलेले खनिज कण वेगळे करून त्याचे संकेंद्रीकरण करण्याच्या तंत्राचा ⟶ प्लवन] अवलंब करून फेल्स्पारांच्या उत्पादनासाठी पेग्मटाइटांबरोबरच ग्रॅनाइटासारख्या फेल्स्पारप्रधान खडकांचे खाणकाम सुरू झाले आहे. अशा तऱ्‍हेचे पहिले औद्योगिक संयंत्र (यंत्रसंच) अमेरिकेत नॉर्थ कॅरोलायना राज्यातील कोना येथे १९४६ मध्ये सुरू झाले आणि आता यूरोप व अमेरिकेत सर्वत्र ही पद्धत वापरण्यात येते.

सध्या जगातील ३५ हून अधिक देशांत फेल्स्पारांचे उत्पादन होत आहे. त्‍यांपैकी महत्त्वाचे उत्पादक देश म्हणजे अमेरिका (७·९ लक्ष टन), रशिया (३ लक्ष टन), प.जर्मनी (३·३ लक्ष टन), नॉर्वे (२·२ लक्ष टन), इटली (२ लक्ष टन) व फ्रान्स (१·६ लक्ष टन) हे आहेत. भारतातील फेल्स्पाराचे वार्षिक उत्पादन ४० हजार टन आहे.

भारतात फेल्स्पारांचे उत्पादन पेग्मटाइटांच्या खाणकामानेच केले जाते. बिहार, आंध्र प्रदेश व राजस्थान हे भारतातील पेग्मटाइटांचे ३ प्रमुख पट्टे आहेत. यांपैकी राजस्थान पट्ट्यात भारतीय फेल्स्पारांच्या एकूण उत्पादनापैकी ७५ टक्के उत्पादन होते. उपलब्ध होण्याजोगे फेल्स्पारांचे एकूण साठे भारतात खूपच आहेत पण त्यांची पद्धतशीर पाहणी व आगणन झालेले नाही. सध्याच्या अंदाजानुसार एकूण साठा १२ लक्ष टन असावा पण यावरून खऱ्या साठ्याचा अंदाज येत नाही. भारतातील फेल्स्पारांचे खाणकाम अजून हातांनी निवडण्याच्या पुरातन पद्धतीने केले जात असल्यामुळे बरीच फेल्स्पारे-विशेषतः क्‍वॉर्ट्‌झाची अंतर्वेशने (घुसलेल्या राशी) असणारी-फुकट जातात. भारतात सध्या फेल्स्पारांच्या ५० खाणी आहते. भारतीय फेल्स्पारे जगात इतरत्र सापडणाऱ्या उत्कृष्ट फेल्स्पारांच्या तोडीची आहेत. त्यामुळे सिंगापूर, जपान, चीन, मलेशिया इ. देशांत भारतातून फेल्स्पारांची निर्यात होते.

पहा : अग्‍निज खडक ॲनॉर्थोक्लेज ऑर्थोक्लेज फेल्स्पॅथॉइड गट मायक्रोक्लीन सॅनिडीन.

संदर्भ : 1. Berry, L. G. Mason, B. Mineralogy, Tokyo, 1960.

            2. Deer, W.A. Howie, R. A. Zussaman, J. An Introduction to the Rock Forming Minerals, London, 1969.

            3. Hurlbut, C. S., Ed., Dana’s Manual of Mineralogy, New York, 1960.

            4. Sinkankas, J. Mineralogy, New York, 1966.

सोवनी, प्र. वि. 

“