All 8 questions from UPSC Civil Services Mains Geology
2022 Paper II (400 marks total). Every stem reproduced in full,
with directive-word analysis, marks, word limits, and answer-approach pointers.
8Questions
400Total marks
2022Year
Paper IIPaper
Topics covered
Crystallography, mineralogy, petrology and sedimentary rocks (1)Garnet minerals, orthorhombic system and optical mineralogy (1)Metamorphism, mineral zoning and anorthosites (1)Sedimentary environments, diagenesis and Indian sedimentary basins (1)Economic geology, thermodynamics and mining environment (1)Economic geology - Pb-Zn, kimberlites and coal deposits (1)Mining geology, exploration methods and geochemical survey (1)Engineering geology, Earth structure and meteorites (1)
A
Q1
50M150wCompulsorycalculateCrystallography, mineralogy, petrology and sedimentary rocks
Answer the following in about 150 words each:
(a) How are Miller Indices of a crystal face calculated ? Calculate Miller Indices of following two crystal faces :
(i) A face intersects all three crystallographic axes at 3-unit distance.
(ii) A face intersects a-axis at 4-unit distance and is parallel to b and c axes. (10 marks)
(b) Explain the phenomena of solid solution and exsolution in minerals. (10 marks)
(c) Describe with suitable sketches 'intergranular' and 'sub-ophitic' textures. How do you explain presence of both these textures in a mafic rock ? (10 marks)
(d) How do increasing pressure and temperature either singularly or jointly, metamorphose a rock ? (10 marks)
(e) Describe the classification of sandstones on the basis of their composition and matrix. (10 marks)
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निम्नलिखित में से प्रत्येक का उत्तर लगभग 150 शब्दों में दीजिए :
(a) क्रिस्टल फलक के मिलर सूचकांक की गणना किस प्रकार की जाती है ? निम्न दो क्रिस्टल फलकों के मिलर सूचकांक की गणना कीजिए :
(i) एक फलक जो तीनों क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों को 3 इकाई दूरी पर काटता है ।
(ii) एक फलक जो a-अक्ष को 4 इकाई दूरी पर काटे तथा b और c अक्षों के समानांतर हो । (10 अंक)
(b) खनिजों के ठोस विलयन तथा अपविलयन की क्रिया को समझाएं । (10 अंक)
(c) उचित चित्रों की सहायता से 'अंतरकणिक' एवं 'अधःओफाइटी' गठनों का विवरण दीजिए । इन दोनों गठनों की मैफिक शैलों में उपस्थिति को किस प्रकार समझाएंगे । (10 अंक)
(d) बढ़ते दाब एवं तापमान एकल या संयुक्त रूप से शैलों को किस प्रकार कायांतरित करते हैं ? (10 अंक)
(e) बलुआ पत्थर के वर्गीकरण को उसके संघटन तथा आधात्री के आधार पर वर्णन कीजिए । (10 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology Paper 2 Method: Define > Process > Field/Petrographic Evidence > Indian Example. (a) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (d) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (e) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance Full marks: Precise definitions, correct calculations, labelled sketches, Indian examples, clear causal chains.
Method: intercepts, reciprocals, clear fractions
Face (i) calculation: 1/3, 1/3, 1/3 -> (111)
Face (ii) calculation: 1/4, 1/∞, 1/∞ -> (100)
Correct notation of final indices
Definition of solid solution (isomorphism)
Definition of exsolution (unmixing)
Role of temperature in solubility
Example: Biotite exsolving to muscovite + ilmenite
50MdescribeGarnet minerals, orthorhombic system and optical mineralogy
(a) Describe the crystallographic, physical, optical and chemical properties of garnet group of minerals. Give examples of rocks in which each species of garnet occurs as an essential mineral. (20 marks)
(b) What are symmetry elements present in normal class of orthorhombic system ? Show the stereographic projection of a crystal face (hkl) for normal class of orthorhombic system. Write down Hermann-Mauguin notations of all classes of orthorhombic system. (15 marks)
(c) Why does an anisotropic mineral, viewed under crossed polars, suffer four times of complete extinction during a 360° rotation of microscope stage ? What is pleochroism and how is it determined ? (15 marks)
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(a) गारनेट समूह के खनिजों की क्रिस्टलोग्राफीय प्रकाशीय, भौतिक एवं रासायनिक गुणों का वर्णन कीजिये । उन शैलों का उदाहरण दीजिये जिनमें गारनेट की विभिन्न जातियां अनिवार्य रूप से मिलती हैं । (20 अंक)
(b) विषम लंबाक्ष समुदाय के सामान्य वर्ग में कौन से सममिति तत्व उपस्थित होते हैं ? इसी के क्रिस्टल फलक (hkl) का त्रिविम प्रक्षेप दिखाइए । विषम लंबाक्ष समुदाय के सभी वर्गों के हेरमन मौगुइन संकेतक लिखिये । (15 अंक)
(c) क्रांसित ध्रुवीय निकाल में देखा गया विषमदैशिक खनिज सूक्ष्मदर्शी स्टेज के 360° घुमते समय चार बार विलुप्त क्यों होता है ? बहुवर्णिता क्या है और इसको किस प्रकार ज्ञात करते हैं ? (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology, Paper 2. (a) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (b) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (c) explain: definition/context > points in order > small example > short close Full marks: Comprehensive, accurate, with Indian examples and clear diagrams.
50MdiscussMetamorphism, mineral zoning and anorthosites
(a) What are different types of metamorphism and what are their controlling factors ? State characteristic mineral assemblages which appear under different facies during regional metamorphism of pelitic rocks. (20 marks)
(b) Define different types of zoning observed in minerals. Discuss processes of formation of different types of zoning in plagioclase with the help of Albite-Anorthite system. (15 marks)
(c) State the petrographic characters of different types of anorthosites. Write a note on petrogenesis of anorthosites. (15 marks)
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(a) विभिन्न प्रकार के कायांतरण क्या होते हैं और इनके नियंत्रक कारक क्या हैं ? पैलिटिक शैलों के क्षेत्रीय कायांतरण के समय अलग-अलग संलक्षणी में दिखाई देने वाले विशिष्ट खनिज संयोजनों का वर्णन कीजिये । (20 अंक)
(b) खनिजों में अवलोकित विभिन्न प्रकार के मंडलन को परिभाषित करें । एल्बाइट-एनार्थाइट समूह की सहायता से प्लेजियोक्लेज में विभिन्न प्रकार के मंडलन के गठन की प्रक्रिया पर चर्चा कीजिये । (15 अंक)
(c) विभिन्न प्रकार के एनाथोसाइट्स के शैलवर्णीय लक्षण बताएं । एनाथोसाइट के शैलजनन पर टिप्पणी लिखिये । (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology Paper 2: Define > Process > Field/Petrographic Evidence > Indian Example. (a) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (b) discuss: intro > 3-4 dimensions > example > balanced close | (c) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance Full marks: Precise mineral assemblages, clear phase diagrams, and specific Indian examples (e.g., Aravalli, Amba).
List types: Regional, Contact, Dynamic, Hydrothermal, Impact
Identify controlling factors: T, P, Fluids, Time, Stress
Name pelitic facies: Greenschist, Amphibolite, Granulite
List characteristic minerals: Chlorite, Biotite, Garnet, Kyanite, Sillimanite
50MdescribeSedimentary environments, diagenesis and Indian sedimentary basins
(a) What do you understand by sedimentary depositional environment ? Describe fluvial environment in detail. (20 marks)
(b) Explain different processes of diagenesis in clastic sedimentary rocks. Describe common diagenetic structures. (15 marks)
(c) Enumerate the sedimentary basins of India based on their petroleum prospects. (15 marks)
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(a) अवसादी निक्षेपण वातावरण से आप क्या समझते हैं ? नदीय वातावरण का विवरण दीजिये । (20 अंक)
(b) खंडज अवसादी शैलों में प्रसंधन की विविध प्रक्रियाओं को समझाइये । साथ ही विभिन्न प्रसंधननीय संरचनाओं का वर्णन कीजिये । (15 अंक)
(c) पेट्रोलियम संभावनाओं के आधार पर भारत के अवसादी द्रोणियों का वर्णन कीजिये । (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology Paper 2: Define > Process > Field/Petrographic Evidence > Indian Example. (a) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) enumerate: list the items in order > one line each > no commentary Full marks: Comprehensive, well-structured answers with precise terminology, labelled diagrams, and specific Indian examples.
50M150wCompulsorydiscussEconomic geology, thermodynamics and mining environment
Answer the following in about 150 words each:
(a) What are the major changes in the process of formation of uranium deposits through geological time ? (10 marks)
(b) Describe the geological setting of copper deposits in Singhbhum shear zone and Khetri copper belt. (10 marks)
(c) A beneficiation plant processes 12000 ton of copper ore containing 0·8 wt.% Cu in a day and produces ore concentrate containing 25 wt.% Cu. Assuming 80% ore recovery in the beneficiation process, how many ton of ore concentrate will be produced by the plant in a day ? (10 marks)
(d) Define equilibrium in a system. What are entropy, enthalpy and Gibb's free energy of a system ? (10 marks)
(e) Discuss about environmental hazards caused due to mining. (10 marks)
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निम्नलिखित में से प्रत्येक का उत्तर लगभग 150 शब्दों में दीजिए :
(a) भूवैज्ञानिक समय अवधि में यूरेनियम निक्षेपों के निर्माण में कौन कौन से प्रमुख परिवर्तन हुए हैं । (10 अंक)
(b) सिंहभूम अपरूपण क्षेत्र तथा खेत्री ताम्र पट्टिका में ताम्र निक्षेपों के भूवैज्ञानिक विन्यास का वर्णन कीजिये । (10 अंक)
(c) एक सज्जीकरण संयंत्र 12000 टन तांबे के अयस्क जिसमें 0·8 भार% तांबा है, को एक दिन में संशोधित करता है और 25 भार% तांबे का अयस्क सांद्र बनाता है । यह मानते हुए कि सज्जीकरण विधि में 80% अयस्क की प्राप्ति होती है, संयंत्र में एक दिन में कितने टन अयस्क सांद्र का उत्पादन होगा ? (10 अंक)
(d) एक निकाय में संतुलन को परिभाषित कीजिए । एक निकाय की एन्ट्रापी, एन्थैल्पी और गिब्स मुक्त ऊर्जा क्या है ? (10 अंक)
(e) खनन से होने वाले पर्यावरणीय जोखिम की विवेचना कीजिए । (10 अंक)
Answer approach & key points
(a) trace: start point > the stages in sequence > end point > what changed | (b) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (c) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (d) define: precise definition > the distinguishing feature > one example | (e) discuss: intro > 3-4 dimensions > example > balanced close Full marks: Precise, specific, and well-structured answers with Indian examples and correct calculations.
50MexplainEconomic geology - Pb-Zn, kimberlites and coal deposits
(a) Explain the processes by which sediment hosted Pb-Zn deposits are formed. Describe the geological setting of Agucha and Zawar Pb-Zn deposits in the Aravalli craton. (20 marks)
(b) How are diamond bearing kimberlites formed ? Write a note on Majhgawan kimberlite and Wajrakarur kimberlite field. (15 marks)
(c) Describe the geological setting and distribution of Tertiary coal deposits in NE India and Lignite deposits in Tamil Nadu. (15 marks)
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(a) उस विधि की व्याख्या कीजिए जिसके द्वारा अवसाद स्थित सीसा-जस्ता निक्षेप बनते हैं । आरावली क्रेटान में अगुचा और जावर सीसा-जस्ता निक्षेपों के भूवैज्ञानिक विन्यास का वर्णन कीजिए । (20 अंक)
(b) हीराधारक किम्बरलाइट किस प्रकार बनते हैं ? मझगवां एवं वज्रकरुर किम्बरलाइट क्षेत्र पर टिप्पणी लिखिए । (15 अंक)
(c) उत्तर पूर्व भारत में तृतीयकपी कोयला निक्षेपों तथा तामिलनाडु में लिग्नाइट निक्षेपों का भूवैज्ञानिक विन्यास तथा वितरण का उल्लेख कीजिए । (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology, Paper 2. (a) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance Full marks: Precise geological terminology, specific Indian examples, clear diagrams.
Processes: hydrothermal, diagenetic, or basin brine origin
Geological setting: Aravalli craton, Proterozoic age
Specifics: Agucha (Bhilwara) and Zawar (Udaipur) locations
50McalculateMining geology, exploration methods and geochemical survey
(a) In a bauxite exploration, 12 vertical boreholes were drilled in square grid pattern along 3 E-W traverses, at an interval of 100 m. Thickness of bauxite and assay value determined from borehole samples are given in the above table. Density of bauxite is 2·6 g/cm³. Calculate the tonnage and average grade of bauxite in the ore body by extended area method. (20 marks)
(b) What are the drilling techniques adopted in mineral exploration ? What is exploratory mining and its application ? (15 marks)
(c) How is geochemical anomaly recognised from frequency distribution plot of concentration of indicator elements in samples collected during a bedrock geochemical survey ? (15 marks)
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(a) एक बॉक्साइट गवेषण में, 100 मीटर के अंतराल पर 3 पूर्व-पश्चिम मालरेखा में वर्ग ग्रिड पैटर्न में 12 उद्वार्धर वेधछिद्र प्रवेशन किये जाते हैं। वेधछिद्र से प्राप्त बॉक्साइट की मोटाई एवं आमापन मूल्य नीचे सारणी में दर्शाई गई है। बॉक्साइट का घनत्व 2·6 ग्राम/घन सेमी है। विस्तारित क्षेत्र विधि द्वारा अयस्क पिंड में टन भार और बॉक्साइट की औसत कोटि की गणना कीजिये। (20 अंक)
(b) खनिज गवेषण में प्रवेशन की कौन सी विधियों का उपयोग किया जाता है ? खोजपूर्ण खनन क्या होता है और उसकी उपयोगिता क्या है ? (15 अंक)
(c) एक संस्तर शैल के भू-रासायनिक सर्वेक्षण के समय एकत्र किये गये नमूनों में संकेतक तत्त्वों की सांद्रता के आवृत्ति वितरण आलेख से भू-रासायनिक विसंगति को कैसे पहचाना जाता है ? (15 अंक)
Answer approach & key points
(a) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (b) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (c) explain: definition/context > points in order > small example > short close Full marks: Shows complete understanding with correct calculations, clear definitions, and relevant examples.
Calculate total bauxite thickness for each borehole
Compute weighted average grade using thickness as weight
Determine area of influence for each borehole
Convert volume to tonnage using density 2.6 g/cm³
Name at least 3 drilling techniques (e.g., rotary, diamond, core)
Define exploratory mining as shallow excavation for ore body
50MdiscussEngineering geology, Earth structure and meteorites
(a) Give the classification of landslides and discuss the causes of landslide. (20 marks)
(b) What is the structure of the Earth ? Is the Earth compositionally homogeneous or composition of the Earth varies with depth ? Write a note on distribution of elements in the Earth. (15 marks)
(c) Write the classification of meteorites. Discuss importance of study of meteorites in Earth Science. (15 marks)
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(a) भूस्खलनों का वर्गीकरण दीजिये तथा भूस्खलन के कारणों की विवेचना कीजिये। (20 अंक)
(b) पृथ्वी की संरचना क्या है ? क्या पृथ्वी संघटनात्मक रूप से समांगी है या पृथ्वी का संघटन गहराई के साथ बदलता है ? पृथ्वी में तत्वों के वितरण पर एक टिप्पणी लिखिये । (15 अंक)
(c) उल्का पिंडों का वर्गीकरण लिखिये । भू-विज्ञान में उल्कापिंडों के अध्ययन के महत्व पर चर्चा कीजिये । (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: Geology Paper 2: Define > Process > Field/Petrographic Evidence > Indian Example. (a) discuss: intro > 3-4 dimensions > example > balanced close | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) explain: definition/context > points in order > small example > short close Full marks: Precise classification, clear causal chain, named Indian examples, and accurate petrographic/structural details.
Classification by type (e.g., falls, slides, flows)
Classification by rate of movement
Causal factors: gravity, water, slope, geology
Named Indian landslide example (e.g., Dehradun, Uttarakhand)