การแปรสภาพ

การแปรสภาพ (metamorphism) เป็นการแปรสภาพของชั้นหิน
คำว่า “metamorphic” มาจาก “meta” แปลว่า “เปลี่ยนหรือแปร (change) ” และ “morph” แปลว่า“รูปร่าง (form) ” ดังนั้น แปลตรง ๆ ได้ว่า metamorphic rocks คือ หินที่ถูกทำให้เปลี่ยนหรือแปรสภาพไป (changed rocks) จะได้ว่า หินแปร คือ หินเดิมที่ถูกแปรสภาพภายใต้สภาวะความดัน และ อุณหภูมิ รวมถึงกระบวนการอื่น ๆ ด้วย โดยองค์ประกอบดั้งเดิมของหินจะถูกหลอมผสมเข้าด้วยกันใหม่ นอกจากนี้หินทุกชนิดสามารถถูกแปรสภาพเป็นหินแปรได้ และจะปรากฏลักษณะที่บ่งบอกว่า เป็นหินแปร เช่น การตกผลึกใหม่ (Recrystallization), การเกิดแร่ใหม่ (New mineral), และ การเรียงตัวของแร่ (Texture, Structure) เป็นต้น
== กระบวนการแปรสภาพ (Metamorphism) ==

=== แบ่งแบบที่ 1 ===
ได้ 4 ประเภทคือ
Contact metamorphism เกิดจากหินหนืดหรือลาวาแทรกดันขึ้น มาสัมผัสกับหินท้องที่โดยตรง ทำให้มีการถ่ายเทพลังงานความร้อนปริมาณมาก โซนการสัมผัสอยู่ตั้งแต่ไม่กี่เมตรจนถึงกิโลเมตร ขึ้นอยู่กับความหนาของหินหนืด องค์ประกอบของหินท้องที่อาจมีการเปลี่ยนแปลงกับพื้นที่สัมผัส เรียกกระบวนการนี้ว่า Metasomatism มักเกิดกับหินคาร์บอเนตสัมผัสกับหินอัคนี silicic เรียกว่า หินสการ์น หรือ หินเทกไทต์
Regional metamorphism การแปรสภาพบริเวณไพศาล มักสัมพันธ์กับการเกิดแนวเทือกเขาขนาดใหญ่ ที่มีการเปลี่ยนแปลงความดัน-อุณหภูมิปริมาณมาก ทำให้เกิดการตกผลึกใหม่และเริ่ม เฟสใหม่
Burial metamorphism เกิดในแอ่งตะกอนที่บริเวณขอบของการชนกัน อาจได้รับความดันจำนวนมาก เริ่มตั้งแต่ High-grade diagenesis
Cataclastic metamorphism เกิดจากการแตกและเกาะเป็นเม็ดในโซนของรอยเลื่อน หรือบริเวณใกล้เคียง
=== แบ่งแบบที่ 2 ===
ตามลักษณะของสิ่งที่ทำให้เกิดการแปรสภาพ (metamorphism)
การแปรสภาพโดยความร้อนและความดัน (temperature and pressure) เรียกว่า การแปรสภาพแบบไพศาล (regional metamorphism)
การแปรสภาพโดยความร้อน น้ำ ร้อน หรือไอระเหิด (temperature, hydrothermal, and vapour) เรียกว่า การแปรสภาพแบบสัมผัส (contact metamorphism)
การแปรสภาพโดยแรง เรียกว่า การแปรสภาพแบบไดนามิก (dynamic metamorphism or cataclastic metamorphism)
== ชุดลักษณ์ของการแปรสภาพ (Metamorphic Facies) ==

แบ่งเป็น 7 Facies ตามอุณหภูมิและความดันดังภาพ
Zeolite and Prehnite-Pumpellyite- Metagraywacke Facies
ระดับการแปรสภาพต่ำ เกิดจากกระบวนการ burial process
Zeolite Facies ลึกจากพื้น ดิน 1-5 กิโลเมตรขึ้น อยู่กับการเพิ่มขึน้ ของอุณหภูมิตามความลึก (Geothermal gradient) และ หินท้องที่ (Reactive Materials)
แร่ที่สำคัญได้แก่ Laumonitite, Albite, หรืออาจจะพบแร่ Wairakite และ Prehnite
Prehnite-pumpellyite-metagraywacke Facies เกิดที่ความลึก 3-13 กิโลเมตร แร่ที่พบเป็นส่วนใหญ่คือ
Prehnite, Pumpellyite และQuartz บางครัง้ Pumpellyiteพบร่วมกับ Actinoliteในขณะที่ไม่มี Prehnite
Epidote-Amphibolite Facies 
แร่หลักของFacies นีได้แก่ Almandine (Garnet) แร่อื่นที่ประกอบด้วยได้แก่ Actinolite, Na-rich plagioclase and, Kyanite หรือAndalusite
Amphibolite Facies
ประกอบด้วยแร่อะลูมินัม ซิลิเกต เช่น Plagioclase (An>20), Green-brownhornblende, Diopside, Staurolite, Cordierite, Grossularite, หรือ Andradite
Granulite Facies
เกิดในสภาวะที่ที่มีความดันและอุณหภูมิสูงที่สุด เช่นบริเวณแผ่นเปลือกทวีปที่ลึกที่สุด
สัมพันธ์กับ Amphibolite Facies, Migmatites, หรือ หินอัคนีพุอื่น ๆ ประกอบด้วยแร่ Pyroxene, Biotite และ Hornblende เป็นแร่หลักที่พบใน Faciesนี้
Blueschist Facies
เกิดในสภาวะที่ความดันสูงแต่อุณหภูมิต่ำ แร่ที่พบส่วนใหญ่ได้แก่ Glaucophane, Jadeite, Lawsonite และ Aragonite
Eclogite Facies
เกิดในสภาวะที่ความดันสูง มีส่วนประกอบคล้ายหินละซอล์ต แร่ Omphacite และPyropic garnet นอกจากนียั้งพบแร่อื่น ๆ
เช่น Chlorite, Muscovite, Epidote, หรือ Glaucophane
Hornfels and Sanidinite Facies
พบแร่ที่เกิดความดันต่ำ ได้แก่ Cordierite, Biotite, Garnet, Andalusite, Sillimanite หรือ Wollastonite
== ลักษณะหินแปรในประเทศไทย ==
หินแปรในประเทศไทยนั้นพบได้ทุกภูมิภาค ยกเว้นบริเวณที่ราบสูงโคราช แต่หินแปรพวกนี้ก็ยังไม่สามารถบอกอายุที่แน่ชัดได้เนื่องจากหินถูกแปรสภาพไปแล้ว
บางแห่งที่พบซากดึกดำบรรพ์ก็ไม่สามารถนำมาบอกอายุหินได้รวมถึงการใช้กัมมันตรังสีก็ยังมีข้อจำกัดอยู่อีกมากมาย
ข้อมูลโดยส่วนใหญ่จึงมักกล่าวถึงเรื่องลักษณะของหินที่พบ แต่อย่างก็ตามหินแปรที่คนนิยมสนใจศึกษาคือ หินแปรในช่วงพรีแคมเบียน (ซึ่งเป็นพวก high grade metamorphism และ anatexites) และต่อเนื่องมาถึงหินพาลิโอโซอิคตอนล่าง (แสดงลักษณะ low grade metamorphism) เนื่องจากมีการแสดงการแปรสภาพเพียงครั้งเดียวและมีการแบ่งลำดับขั้นของการแปรสภาพ (Grade of metamorphism)
== อ้างอิง ==
กรมทรัพยากรธรณี, ธรณีวิทยาประเทศไทย. พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุ งเทพฯ: กรมทรัพยากรธรณีกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม, 2550, 628 หน้า.
ธรณีวิทยา