התמרה

התמרה (מלשון תמורה, שינוי, מטמורפוזה) היא תהליך של שינויים כימיים ומינרלוגיים בסלע קיים (סלע מקור, פרוטוליט - protolith) ובמינרלים כתוצאה מתנאים קיצוניים אליהם נחשפו לאחר היווצרותם. מקור השם הוא במילה מטמורפוזה שמשמעותה ביוונית היא שינוי צורה.
התמרה חלה על סלעי משקע וסלעי יסוד אך יכולה לחול גם על סלעים מותמרים.

תנאי התמרה

מקובל כי הגבול התחתון לתהליכים מטמורפים נע בין 100-150 מעלות צלזיוס, להוציא מן הכלל שינויים דיאגנזיים, הנובעים מקומפקציה ובהם ניתן לחזות בסלעי משקע.
לא קיימת הסכמה לגבי הערך התחתון של הלחץ הדרוש לתהליכים מטמורפיים. קיימים חוקרים הטוענים כי תהליכים המתרחשים בתנאי לחץ אטמוספיריים אינם תהליכים מטמורפיים, אולם קיימים תהליכים מטמורפיים המתרחשים בתנאי לחץ נמוכים ביותר. הגבול העליון בו מתרחשים תהליכים מטמורפיים קשור לתהליכי ההתכה של הסלע. הטמפרטורות ינועו בין 700-900 מעלות צלזיוס, הלחץ תלוי בהרכב הסלע. מיגמטיט הוא סלע הנוצר בגבול זה שבין התכה לבין מטמורפיזם.

סוגי התמרה

התמרה היא למעשה גיבוש מחדש של מינרלים בסלע המתרחש בסביבה מטמורפית – סביבה בה חלים שינויים בסלע קיים. סביבה זו אינה מקום מסוים כסביבות היווצרות אחרות של סלעים, אלא תהליך המתרחש בכמה אופנים:

התמרה אזורית

התמרה המתרחשת בקנה מידה גדול כאשר סלעים נקברים בעומק רב בו שוררים תנאי טמפרטורה ולחץ גבוהים מאוד. הסלעים נדחפים לעומק באזורי הפחתה בעקבות פעילות של לוחות טקטוניים.
התמרה אזורית מכסה שטחים נרחבים של קרום יבשתי, ואופיינית לאזורים העוברים תהליכים אורוגנים. תהליך אורוגני מתרחש במהלך התנגשות של שני לוחות יבשתיים, או לוח יבשתי ולוח אוקייני היוצרים תנאי לחץ אדירים הגורמים לקימוט השטח ויצירת שרשרות הרים. תנאי לחץ אלו אף יוצרים את התנאים הדרושים לתהליכים המטמורפיים המאפיינים התמרה אזורית. לאחר שההרים האורוגנים מתבלים, נחשפים הסלעים המטמורפיים שבבסיסם. סלעים אלו מאופיינים בכך שניכרים בהם מעוותים. באמצעות גאולוגיה מבנית ניתן לנתח את תהליכי ההתנגשות וללמוד על ההיסטוריה שלהם ועל הכוחות המעורבים. ניתן לחלק את ההתמרה האזורית לפאצייסים מטמורפיים המגדירים תנאי טמפרטורה/לחץ לאורך האזור האורוגני.

התמרת מגע

התמרה המתרחשת בדרך כלל בשולי מחדרים פלוטוניים חמים. בשולי גוף החדירה נוצרת הילה המבטאת את השפעתו הדועכת של גוף החדירה ככל שמתרחקים ממנו.
התמרת מגע מתרחשת לרוב  בשולי מחדרים כתוצאה מהעלייה החדה בטמפרטורה המתרחשת בעת חדירת מגמה לתוך סלעי הסביבה הקרים באופן יחסי. האזור מסביב לחדירה מאופיין ב"שולי אפייה", הם התוצר של התמרת המגע. סלעים אשר נוצרו על ידי התמרת מגע עשויים שלא להציג סממנים בולטים של מעוות ושינוי, ולעיתים קרובות יהיו דקי גרגר. 
הדרגה של התמרת המגע גבוהה יותר ככל שמתקרבים למחדר. שטח המרחב המותמר תלוי בטמפרטורת המחדר, גודלו, והבדל הטמפרטורות בינו לבין הסביבה. דייקים מאופיינים בשולי אפייה צרים בעלי דרגות מטמורפיזם נמוכות, בעוד מחדרים פלוטוניים אחרים עשויים להציג שולי אפייה עבים ומפותחים. דרגת המטמורפיזם של שולי האפייה נקבעת על ידי המינרל המנחה המעיד על דרגת ההתמרה הגבוהה ביותר המצוי בהם.
נוזלים מגמטים אשר מקורם בסלעים חודרניים עשויים לקחת חלק בריאקציות מטמורפיות. תוספת מרובה של נוזלים מגמטים עשויה לשנות את הרכבם של סלעי הסביבה באופן קיצוני. מסיבה זו, לעיתים קרובות ניתן למצוא מרבצים מתכתיים ומשקעים מנרלים בסביבת שולי אפייה.

התמרה הידרותרמית

התמרה הידרותרמית היא תוצר של אינטראקציות בין סלע לבין נוזל בטמפרטורה גבוהה. ההבדל בהרכב הסלע הקיים והנוזל החודר גורר סדרת תגובות מטמורפיות ומטאסומטיות. הנוזל ההידרותרמי עשוי להיות מגמטי אולם גם עשוי להיות מי תהום או מי אוקיינוס. זרמי הערבול בתחתית האוקיינוס אחראים לתגובות מטמורפיות באזורי גבולות פתיחה בהם מתרחשת ניתן למצוא אזורים געשיים. הדפוסים של שינויים הידרותרמיים משמשים בחיפוש אחר מרבצים של עפרות מתכת.

התמרה דינמית

מתרחשת באזורי העתק והיא תוצר של לחץ וחום מקומיים אשר מקורם בחיכוך שיוצרת תנועת הלוחות. מטמורפיזם דינמי מרסק ושובר את הסלעים ומקנה להם צורות מזוותות ומרקם קלאסטי.
המרקם של הסלעים באזורים אשר עברו התמרה דינמית תלוי בעומק בו הם נוצרו: ככל שנעמיק כך המעוות יהיה פחות פריך ויותר משיך (עיוות פלסטי).

התמרת פגיעה

התמרה זו מתרחשת כאשר גוף חיצוני (לדוגמה מטאוריט או גוש קלאסטי גדול במיוחד אשר מקורו בהתפרצות געשית אלימה) מתנגש בפני כדור הארץ. התמרה מסוג זה מאופיינת בתנאי לחץ גבוהים ותנאי טמפרטורה נמוכים. גם המנרלים והטקסטורות הנוצרים מאפיינים תנאים אלה.

התמרת קבורה

התמרה הנובעת משקיעה או קבורה מקומית של סלעי משקע.

התמרה נסוגה

התמרה המתרחשת בתנאי ירידה של טמפרטורה ולחץ.