หินแปร

หินแปรเกิดขึ้นเมื่อหินเดิมมีการเปลี่ยนแปลงในสถานะของแข็งโดยความร้อน ความดัน และของไหลที่มีฤทธิ์ทางเคมี ซึ่งบันทึกสภาพภายในส่วนลึกของเทือกเขาและเปลือกโลก

Definition

หินแปรคือหินที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในสถานะของแข็งของหินอัคนี หินตะกอน หรือหินแปรที่มีอยู่เดิม เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน หรือองค์ประกอบของของไหล โดยไม่มีการหลอมละลายทั้งหมด

Scope

หัวข้อนี้จะแนะนำหินแปรจากมุมมองธรณีวิทยาทั่วไป: ตัวการและประเภทของการแปรสภาพ ความแตกต่างระหว่างหินที่มีแนวแตกเรียบและไม่มีแนวแตกเรียบ และแนวคิดของระดับการแปรสภาพที่เป็นบันทึกการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความดัน รายละเอียดเกี่ยวกับสมดุลเฟสและปิโตรวิทยาหินแปรจะกล่าวถึงในสาขาวิชาแร่วิทยาและปิโตรวิทยา

Core questions

• ตัวการและสภาพแวดล้อมใดที่ทำให้เกิดการแปรสภาพ?
• เหตุใดหินแปรบางชนิดจึงมีแนวแตกเรียบและบางชนิดไม่มี?
• การรวมตัวของแร่ธาตุบันทึกระดับการแปรสภาพได้อย่างไร?

Key theories

ระดับการแปรสภาพและแร่ดัชนี

บาร์โรว์ตระหนักว่าแร่ดัชนีที่โดดเด่นจะปรากฏขึ้นตามลำดับที่คาดการณ์ได้เมื่อความเข้มของการแปรสภาพเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถทำแผนที่เขตการแปรสภาพที่บันทึกอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นเรื่อยๆ

ประเภทของการแปรสภาพ

การแปรสภาพเกิดจากความร้อน (การแปรสภาพสัมผัสใกล้กับหินอัคนีแทรกซอน) โดยความร้อนและความดันรวมกันในพื้นที่กว้าง (การแปรสภาพระดับภูมิภาคในเทือกเขา) และโดยความเค้นและของไหลที่มีทิศทาง ซึ่งทำให้เกิดลักษณะเนื้อสัมผัสเฉพาะรวมถึงแนวแตกเรียบ

Mechanisms

เมื่อหินได้รับอุณหภูมิสูง ความดัน หรือของไหลที่มีปฏิกิริยา แร่ธาตุของมันจะตกผลึกใหม่และทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างแร่ธาตุใหม่ที่เสถียรมากขึ้นในขณะที่ยังคงเป็นของแข็ง ความเค้นที่กำหนดทิศทางจะจัดเรียงแร่ธาตุที่เป็นแผ่นและยาวให้เป็นแนวแตกเรียบ ในขณะที่หินที่ขาดแร่ธาตุดังกล่าวจะตกผลึกใหม่โดยไม่มีแนวแตกเรียบ การรวมตัวของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นจะบันทึกอุณหภูมิและความดันสูงสุด ซึ่งแสดงออกเป็นระดับหรือเฟสการแปรสภาพ

Clinical relevance

หินแปรเป็นแหล่งของหินก่อสร้างและหินประดับที่มีคุณค่า เช่น หินอ่อนและหินชนวน เป็นแหล่งของแร่กราไฟต์ แร่ทัลก์ และแหล่งแร่โลหะบางชนิด และการรวมตัวของแร่ธาตุในหินแปรช่วยให้นักธรณีวิทยาสามารถสร้างภาพความลึก อุณหภูมิ และประวัติธรณีแปรสัณฐานของเทือกเขาโบราณขึ้นมาใหม่ได้

History

จอร์จ บาร์โรว์ ได้ทำแผนที่เขตการแปรสภาพในที่สูงของสกอตแลนด์ในช่วงทศวรรษ 1890 ซึ่งเป็นการสร้างแนวคิดของการแปรสภาพแบบก้าวหน้าด้วยแร่ดัชนี เพนตติ เอสโคลา ได้นำเสนอแนวคิดเฟสการแปรสภาพในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ ซึ่งเป็นกรอบที่เชื่อมโยงการรวมตัวของแร่ธาตุเข้ากับอุณหภูมิและความดัน

Key figures

• George Barrow
• Pentti Eskola

Seminal works

• barrow1893

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างหินแปรที่มีแนวแตกเรียบและไม่มีแนวแตกเรียบคืออะไร?

หินที่มีแนวแตกเรียบ เช่น หินชนวนและหินชีสต์ มีเนื้อสัมผัสเป็นชั้นหรือเป็นแถบที่เกิดจากการจัดเรียงตัวของแร่ธาตุภายใต้ความดันที่มีทิศทาง ในขณะที่หินที่ไม่มีแนวแตกเรียบ เช่น หินอ่อนและหินควอร์ตไซต์ ขาดการจัดเรียงตัวดังกล่าวเนื่องจากมีการตกผลึกใหม่จากแร่ธาตุที่ไม่ก่อตัวเป็นผลึกแผ่นหรือผลึกยาว