กระบวนการเปลี่ยนหินด้วยความร้อนและความดันสูง

ผู้คนมักเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของหินกับความร้อนและความกดดันกับการสร้างเพชร อย่างไรก็ตาม เพชรเป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงรูปแบบเดียวเท่านั้น หินแปรบางชนิดเกิดจากความกดอากาศสูงและความร้อนต่ำ ส่วนหินอื่นๆ ส่วนใหญ่เกิดจากความร้อนสูงและน้ำ แหล่งที่มาของความร้อนและความดันอาจแตกต่างกันไปเช่นกัน ซึ่งอาจรวมถึงการฝังศพและแผ่นดินไหว และมีผลกระทบอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงของหิน

ปัจจัยสามประการที่นำไปสู่การแปรสภาพ ได้แก่ ความร้อน ความดัน และการมีอยู่ของของเหลวที่ออกฤทธิ์ทางเคมี ความร้อนอาจเป็นผลมาจากการรวมกันของแหล่งกำเนิดสามแหล่ง: กัมมันตภาพรังสี การเสียดสีของแผ่นเปลือกโลกที่เลื่อนผ่านกันและกัน หรือจากแรงอัดคงที่ของแรงโน้มถ่วง แรงดันอาจเกิดขึ้นจากการใช้งานโดยตรง เช่น แรงที่แผ่นเปลือกโลกหนึ่งแผ่นกดทับหิน แรงกดยังสามารถสร้างขึ้นบนหินที่ฝังไว้ในรูปของแรงโน้มถ่วง ซึ่งดึงวัสดุจำนวนมากลงไปที่หินก้อนนั้น ของเหลวที่ใช้งานบ่อยที่สุดในการแปรสภาพคือน้ำ ซึ่งไหลเวียนผ่านหินในขณะที่มันร้อนขึ้น และส่งเสริมการแลกเปลี่ยนทางเคมีระหว่างโมเลกุลของมันกับโมเลกุลของหิน

เช่นเดียวกับที่มีสามตัวแทนที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลง กระบวนการเปลี่ยนแปลงโดยทั่วไปมีสามประเภท: การเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก การเปลี่ยนแปลงการติดต่อ และการเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาค การเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกเป็นรูปแบบที่น้อยที่สุดของการเปลี่ยนแปลงและเป็นกระบวนการที่ใช้แรงกดซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นตามแนวความผิดปกติ ความร้อนและของเหลวไม่ได้มีบทบาทสำคัญที่นี่ กระบวนการนี้ทำให้เกิดหินเช่นไมโลไนต์ซึ่งมีพื้นผิวเชิงเส้นที่โดดเด่น ในทางกลับกัน การสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงจะใช้ความร้อนและของเหลวแทนความดันสูง สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าการเปลี่ยนแปลงด้วยความร้อนใต้พิภพ (hydrothermal metamorphism) และผลิตอัญมณีและแร่ธาตุมากมาย เช่น ทองแดงและเงิน การเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาคเป็นกระบวนการที่รวมเอาความกดดันสูงและความร้อนสูงและมีหน้าที่ในการผลิตเพชร การเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาคมักเป็นผลจากความร้อนและแรงดันฝังศพ

วัฏจักรของหินคือชุดของกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่ประสบการณ์ของหินและรูปแบบต่างๆ ที่พวกเขาใช้ การเปลี่ยนแปลงเป็นเพียงกระบวนการเดียวในวัฏจักรนี้ แต่เป็นพื้นฐานในการเตรียมความพร้อม หินตะกอนที่จะหลอมกลับเป็นหินหนืด หลังจากนั้น หินหนืดนั้นก็สามารถทำให้เย็นลงได้ใหม่ หินอัคนี. ในบริบทนี้ การแปรสภาพสามารถมองได้ว่าเป็นกระบวนการที่รวมเอาส่วนประกอบของหิน คล้ายกับเครื่องอัดขยะ ก่อนที่มันจะถูกเผาทิ้งลึกลงไปใต้เปลือกโลก

นอกเหนือจากปัจจัยของความดัน ความร้อน และน้ำแล้ว องค์ประกอบแร่ของหินอัคนียังก่อให้เกิดผลของการแปรสภาพอีกด้วย ผลกระทบขององค์ประกอบดั้งเดิมปรากฏในพื้นผิวของหิน และนักธรณีวิทยาใช้พื้นผิวที่มีคุณภาพนี้เพื่อจัดหมวดหมู่หินเหล่านี้ หินที่ยื่นออกมาเป็นหินที่มีลักษณะเป็นเส้นตรงชัดเจนในองค์ประกอบทางกายภาพ ซึ่งเป็นผลโดยตรงของความกดดันสูงของการเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาค Slate, phyllite และ schist เป็นตัวอย่างของหิน foliated ในทางกลับกัน หินแปรที่ไม่ใช่โฟลิเอตไม่แสดงพื้นผิวเชิงเส้นหรือระนาบ - หรือการโฟลิเอชัน ซึ่งบ่งชี้ว่าหินเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจากความร้อนของการแปรสภาพสัมผัส หินอ่อนเป็นตัวอย่างหนึ่งของหินแปรที่ไม่มีใบ