หินแปรเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของหิน ที่มีอยู่เดิม ไปเป็นหินชนิดใหม่ในกระบวนการที่เรียกว่าการแปรสภาพหินดั้งเดิม ( protolith ) จะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 ถึง 200 °C (300 ถึง 400 °F) และบ่อยครั้งที่มีความดันสูงถึง 100 เมกะปาสคาล (1,000  บาร์ ) หรือมากกว่านั้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมีอย่างมาก ในระหว่างกระบวนการนี้ หินส่วนใหญ่จะยังคงอยู่ในสถานะของแข็ง แต่จะค่อยๆ ตกผลึกใหม่เป็นเนื้อสัมผัสหรือองค์ประกอบแร่ใหม่^{[ 1 ]}หินดั้งเดิมอาจเป็นหินอัคนีหินตะกอนหรือหินแปรที่มีอยู่ เดิม

หินแปรประกอบเป็นส่วนใหญ่ของเปลือกโลกและคิดเป็น 12% ของพื้นผิวโลก^{[ 2 ]}หินแปรถูกจำแนกตามหินต้นกำเนิด องค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุและเนื้อสัมผัสหินแปรอาจเกิดขึ้นได้ง่ายๆ จากการถูกฝังลึกอยู่ใต้พื้นผิวโลก ซึ่งจะได้รับอุณหภูมิสูงและความดันมหาศาลจากชั้นหินด้านบน นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นจาก กระบวนการ ทางธรณีวิทยาเช่น การชนกันของทวีป ซึ่งก่อให้เกิดความดันในแนวนอน แรงเสียดทาน และการบิดเบี้ยว หินแปรสามารถเกิดขึ้นได้ในระดับท้องถิ่นเมื่อหินได้รับความร้อนจากการแทรกตัวของหินหลอมเหลวร้อนที่เรียกว่าแมกมาจากภายในโลก การศึกษาหินแปร (ซึ่งปัจจุบันปรากฏอยู่บนพื้นผิวโลกหลังจากการกัดเซาะและการยกตัว) ให้ข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิและความดันที่เกิดขึ้นในระดับความลึกมากภายในเปลือกโลก

ตัวอย่างของหินแปร ได้แก่ หินไนส์หินชนวนหินอ่อนหินชีสต์และ หิน ควอตไซต์กระเบื้องหินชนวน^{[ 3 ]}และ หิน ควอตไซต์^{[ 4 ]}ใช้ในการก่อสร้างอาคาร หินอ่อนก็เป็นที่นิยมในการก่อสร้างอาคาร^{[ 5 ]}และเป็นวัสดุสำหรับงานประติมากรรม^{[ 6 ]}ในทางกลับกันหิน ชีสต์ อาจเป็นอุปสรรคต่องานวิศวกรรมโยธาเนื่องจากมีระนาบที่อ่อนแออย่างเห็นได้ชัด^{[ 7 ]}

หินแปรเป็นหนึ่งในสามประเภทหลักของหิน โดยแยกออกจากหินอัคนีซึ่งเกิดจากแมกมา หลอมเหลว และหินตะกอนซึ่งเกิดจากตะกอนที่กัดเซาะจากหินที่มีอยู่เดิมหรือตกตะกอนทางเคมีจากแหล่งน้ำ^{[ 8 ]}

หินแปรเกิดขึ้นเมื่อหินที่มีอยู่เดิมถูกเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมีที่อุณหภูมิสูง โดยไม่หลอมละลายในระดับมาก ความสำคัญของความร้อนในการก่อตัวของหินแปรได้รับการสังเกตครั้งแรกโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวสก็อตผู้บุกเบิกเจมส์ ฮัตตันซึ่งมักถูกกล่าวถึงว่าเป็นบิดาแห่งธรณีวิทยาสมัยใหม่ ฮัตตันเขียนไว้ในปี 1795 ว่าชั้นหินบางชั้นในที่ราบสูงสก็อตแลนด์เดิมเป็นหินตะกอน แต่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยความร้อนสูง^{[ 9 ]}

ฮัตตันยังตั้งข้อสันนิษฐานว่าความดันมีความสำคัญต่อกระบวนการแปรสภาพ สมมติฐานนี้ได้รับการทดสอบโดยเพื่อนของเขาเจมส์ ฮอลล์ซึ่งปิดผนึกชอล์ก ไว้ใน ภาชนะรับแรงดันชั่วคราวที่สร้างจากลำกล้องปืนใหญ่และให้ความร้อนในเตาหลอมเหล็ก ฮอลล์พบว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดวัสดุที่มีลักษณะคล้ายหินอ่อน อย่างมาก แทนที่จะ เป็น ปูนขาว ตามปกติ ที่เกิดจากการให้ความร้อนชอล์กในที่โล่ง นักธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศสจึงเพิ่ม กระบวนการแปรสภาพทางเคมี ( metasomatism ) ซึ่งเป็นการไหลเวียนของของเหลวผ่านหินที่ฝังอยู่ เข้าไปในรายการกระบวนการที่ช่วยให้เกิดการแปรสภาพ อย่างไรก็ตาม การแปรสภาพสามารถเกิดขึ้นได้โดยปราศจากกระบวนการแปรสภาพทางเคมี ( การแปรสภาพทางเคมีแบบไอโซเคมี ) หรือที่ระดับความลึกเพียงไม่กี่ร้อยเมตรซึ่งความดันค่อนข้างต่ำ (ตัวอย่างเช่น ในการแปรสภาพแบบสัมผัส ) ^{[ 9 ]}

เมตาโซมาติซึมสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบโดยรวมของหินได้ ของเหลวร้อนที่ไหลเวียนผ่านช่องว่างในหินสามารถละลายแร่ธาตุที่มีอยู่และตกตะกอนแร่ธาตุใหม่ สารที่ละลายแล้วจะถูกขนส่งออกจากหินโดยของเหลว ในขณะที่สารใหม่จะถูกนำเข้ามาโดยของเหลวสด ซึ่งเห็นได้ชัดว่าสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบแร่ธาตุของหินได้^{[ 10 ]}

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของแร่ธาตุสามารถเกิดขึ้นได้แม้ว่าองค์ประกอบโดยรวมของหินจะไม่เปลี่ยนแปลงก็ตาม นี่เป็นไปได้เพราะแร่ธาตุทั้งหมดมีความเสถียรเฉพาะภายในขอบเขตของอุณหภูมิ ความดัน และสภาพแวดล้อมทางเคมีที่กำหนดเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่ความดันบรรยากาศ แร่ไคยาไนต์จะเปลี่ยนเป็นแอนดาลูไซต์ที่อุณหภูมิประมาณ 190 °C (374 °F) ในทางกลับกัน แอนดาลูไซต์จะเปลี่ยนเป็นซิลลิมาไนต์เมื่ออุณหภูมิถึงประมาณ 800 °C (1,470 °F) ทั้งสามชนิดมีองค์ประกอบที่เหมือนกันคือAl ₂ SiO ₅ ในทำนอง เดียวกันฟอร์สเตอไรต์มีความเสถียรในช่วงความดันและอุณหภูมิที่กว้างในหินอ่อนแต่จะเปลี่ยนเป็นไพรอกซีนที่ความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้นในหินที่มีซิลิเกตมากขึ้นซึ่งมีแพลจิโอเคลสซึ่งฟอร์สเตอไรต์จะทำปฏิกิริยาทางเคมีด้วย^{[ 11 ]}

ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนหลายอย่างที่อุณหภูมิสูงอาจเกิดขึ้นระหว่างแร่ธาตุโดยที่แร่ธาตุไม่หลอมเหลว และกลุ่มแร่แต่ละกลุ่มที่เกิดขึ้นจะบ่งบอกถึงอุณหภูมิและความดันในช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นไปได้เนื่องจากการแพร่กระจายของอะตอมอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง ของเหลวในรูพรุนระหว่างเม็ดแร่สามารถเป็นสื่อกลางที่สำคัญในการแลกเปลี่ยนอะตอมได้^{[ 10 ]}

การเปลี่ยนแปลงขนาดอนุภาคของหินในระหว่างกระบวนการแปรสภาพเรียกว่าการตกผลึกใหม่ตัวอย่างเช่น ผลึก แคลไซต์ ขนาดเล็กใน หินตะกอนหินปูนและชอล์กจะเปลี่ยนเป็นผลึกขนาดใหญ่ขึ้นในหินอ่อนซึ่งเป็นหินแปรสภาพ[ ^{12 ] ใน}หินทรายแปรสภาพ การตกผลึกใหม่ของเม็ดทรายควอตซ์ดั้งเดิมส่งผลให้เกิดควอตไซต์ที่มีความหนาแน่นสูงมาก หรือที่เรียกว่าเมตาควอตไซต์ ซึ่งผลึกควอตซ์ขนาดใหญ่มักจะประสานกัน^{[ 13 ]}ทั้งอุณหภูมิสูงและความดันสูงมีส่วนช่วยในการตกผลึกใหม่ อุณหภูมิสูงทำให้อะตอมและไอออนในผลึกของแข็งเคลื่อนที่ได้ จึงจัดเรียงผลึกใหม่ ในขณะที่ความดันสูงทำให้ผลึกละลายภายในหิน ณ จุดสัมผัส^{[ 14 ]}

หินแปรมีลักษณะเฉพาะที่องค์ประกอบแร่ธาตุและเนื้อสัมผัสที่แตกต่างกัน

เนื่องจากแร่ทุกชนิดมีเสถียรภาพเฉพาะภายในขอบเขตที่กำหนดเท่านั้น การมีอยู่ของแร่บางชนิดในหินแปร จึงบ่งชี้ถึงอุณหภูมิและความดันโดยประมาณที่หินแปร แร่เหล่านี้เรียกว่าแร่ดัชนีตัวอย่างเช่นซิลลิมาไนต์ไคยาไนต์ ส เตาโรไลต์แอนดาลูไซต์และการ์เนตบางชนิด^{[ 15 ]}

แร่ธาตุอื่นๆ เช่นโอลิวีนไพรอกซีนฮอร์นเบลนด์ไมกาเฟลด์สปาร์และควอตซ์อาจพบได้ในหินแปร แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นผลมาจากกระบวนการแปรสภาพ แร่ธาตุเหล่านี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการตกผลึกของหินอัคนี พวกมันมีความเสถียรที่อุณหภูมิและความดันสูง และอาจคงสภาพทางเคมีไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการแปรสภาพ^{[ 16 ]}

โดยทั่วไปแล้วหินแปรจะมีผลึกหยาบกว่าหินต้นกำเนิดที่ก่อตัวขึ้น อะตอมภายในผลึกจะถูกล้อมรอบด้วยการจัดเรียงที่เสถียรของอะตอมข้างเคียง ซึ่งขาดหายไปบางส่วนที่ผิวของผลึก ทำให้เกิดพลังงานผิวที่ทำให้ผิวไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ การตกผลึกใหม่เป็นผลึกที่หยาบขึ้นจะลดพื้นที่ผิวและลดพลังงานผิวให้น้อยที่สุด^{[ 17 ]}

แม้ว่าการขยายขนาดของเม็ดแร่จะเป็นผลลัพธ์ทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา แต่หินที่ถูกทำให้เสียรูปอย่างรุนแรงอาจขจัดพลังงานความเครียดโดยการตกผลึกใหม่เป็นหินเนื้อละเอียดที่เรียกว่าไมโลไนต์หินบางชนิด เช่น หินที่มีควอตซ์แร่คาร์บอเนตหรือโอลิวีนเป็นองค์ประกอบหลัก มีแนวโน้มที่จะเกิดไมโลไนต์ได้ง่าย ในขณะที่เฟลด์สปาร์และแร่การ์เนตจะต้านทานต่อการเกิดไมโลไนต์^{[ 18 ]}

หินแปรหลายชนิดแสดงลักษณะการเรียงตัวเป็นชั้นที่โดดเด่นเรียกว่าการเรียงตัวเป็นชั้น (มาจากคำภาษาละตินfoliaซึ่งหมายถึง "ใบไม้") การเรียงตัวเป็นชั้นเกิดขึ้นเมื่อหินถูกทำให้สั้นลงตามแกนหนึ่งในระหว่างการตกผลึกใหม่ ซึ่งทำให้ผลึกของแร่แผ่น เช่นไมกาและคลอไรต์หมุนไปจนแกนสั้นของพวกมันขนานกับทิศทางการสั้นลง ส่งผลให้เกิดหินที่มีแถบหรือเป็นชั้น โดยแถบต่างๆ จะแสดงสีของแร่ที่ก่อตัวขึ้น หินที่มีการเรียงตัวเป็นชั้นมักจะมีระนาบการ แตกแยกหินชนวนเป็นตัวอย่างของหินแปรที่มีการเรียงตัวเป็นชั้น ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากหินดินดานและโดยทั่วไปจะแสดงการแตกแยกที่พัฒนาอย่างดีซึ่งทำให้หินชนวนสามารถแยกออกเป็นแผ่นบางๆ ได้^{[ 19 ]}

ชนิดของแผ่นหินที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับระดับการแปรสภาพ^{[ 20 ]}ตัวอย่างเช่น เมื่อเริ่มต้นจากหินโคลนลำดับต่อไปนี้จะเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น: หินโคลนจะถูกเปลี่ยนเป็นหินชนวนก่อน ซึ่งเป็นหินแปรสภาพที่มีเนื้อละเอียดมากและมีแผ่นหิน ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการแปรสภาพระดับต่ำมาก จากนั้นหินชนวนจะถูกเปลี่ยนเป็นหินฟิลไลต์ซึ่งมีเนื้อละเอียดและพบได้ในบริเวณที่มีการแปรสภาพระดับต่ำหินชีสต์มีเนื้อปานกลางถึงหยาบและพบได้ในบริเวณที่มีการแปรสภาพระดับปานกลาง การแปรสภาพระดับสูงจะเปลี่ยนหินให้เป็นหินไนส์ซึ่งมีเนื้อหยาบถึงหยาบมาก^{[ 21 ]}

หินที่ได้รับแรงกดดันอย่างสม่ำเสมอจากทุกด้าน หรือหินที่ขาดแร่ธาตุที่มีลักษณะการเจริญเติบโตเฉพาะ จะไม่มีลักษณะเป็นชั้น หินอ่อนขาดแร่ธาตุที่เป็นแผ่น และโดยทั่วไปแล้วจะไม่มีลักษณะเป็นชั้น ซึ่งทำให้สามารถนำมาใช้เป็นวัสดุสำหรับงานประติมากรรมและสถาปัตยกรรมได้

หินแปรเป็นหนึ่งในสามประเภทหลักของหินทั้งหมด ดังนั้นจึงมีหินแปรหลากหลายประเภทมาก โดยทั่วไป หากสามารถระบุหินต้นกำเนิดของหินแปรได้ จะอธิบายหินนั้นโดยการเพิ่มคำนำหน้า meta- ต่อท้ายชื่อหินต้นกำเนิด ตัวอย่างเช่น หากทราบว่าหินต้นกำเนิดคือหินบะ ซอลต์ หินนั้นจะถูกเรียกว่าหินแปรบะซอลต์ ในทำนองเดียวกัน หินแปรที่มีหินต้นกำเนิดเป็นหินกรวดจะถูกเรียกว่าหินแปรกรวดสำหรับการจำแนกหินแปรในลักษณะนี้ หินต้นกำเนิดควรสามารถระบุได้จากลักษณะของหินแปรเอง ไม่ใช่การอนุมานจากข้อมูลอื่น^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

ภายใต้ ระบบการจำแนกประเภท ของ British Geological Surveyหากสิ่งที่สามารถระบุได้เกี่ยวกับหินต้นกำเนิดคือประเภททั่วไป เช่น หินตะกอนหรือหินภูเขาไฟ การจำแนกประเภทจะขึ้นอยู่กับโหมดแร่ (เปอร์เซ็นต์ปริมาตรของแร่ธาตุต่างๆ ในหิน) หินแปรตะกอนแบ่งออกเป็นหินที่มีคาร์บอเนตสูง (หินแปรคาร์บอเนตหรือหินแคลซิลิเกต) หรือหินที่มีคาร์บอเนตต่ำ และหินแปรคาร์บอเนตต่ำจะถูกจำแนกเพิ่มเติมตามความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของไมกาในองค์ประกอบ ซึ่งมีตั้งแต่หินทรายป แซมไมต์ที่มีไมกาต่ำ ผ่านหินเซมิเพไลต์ ไปจนถึง หินเพไลต์ที่มีไมกาสูง หินทรายปแซมไมต์ที่ประกอบด้วยควอตซ์เป็นส่วนใหญ่จะถูกจัดเป็นหินควอตไซต์ หินแปรอัคนีจะถูกจำแนกประเภทคล้ายกับหินอัคนี โดยพิจารณาจาก ปริมาณ ซิลิกาตั้งแต่หินแปรอัลตรามาฟิก (ซึ่งมีซิลิกาต่ำมาก) ไปจนถึงหินแปรเฟลซิก (ซึ่งมีซิลิกาสูง) ^{[ 23 ]}

ในกรณีที่ไม่สามารถระบุองค์ประกอบของแร่ได้ ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อตรวจสอบหินในภาคสนาม เป็นครั้งแรก การจำแนกประเภทจะต้องอาศัยลักษณะเนื้อสัมผัส โดยประเภทของเนื้อสัมผัสมีดังนี้:

• หินชีสต์ซึ่งเป็นหินเนื้อปานกลางที่มีการเรียงตัวเป็นแผ่นอย่างชัดเจน^{[ 23 ]}หินเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการเรียงตัวเป็นแผ่นที่พัฒนาได้ดีที่สุด ซึ่งกำหนดโดยขอบเขตที่แร่แผ่นปรากฏอยู่และเรียงตัวในทิศทางเดียว ทำให้หินแตกออกเป็นแผ่นได้ง่าย โดยมีความหนาน้อยกว่า 1 เซนติเมตร (0.4 นิ้ว) ^{[ 24 ]}
• หินไนส์ซึ่งมีเนื้อหยาบกว่าและแสดงการเรียงตัวเป็นชั้นที่หนากว่าหินชีสต์ โดยมีชั้นหนากว่า 5 มม. ^{[ 23 ]}เหล่านี้แสดงการเรียงตัวเป็นชั้นที่พัฒนาได้ไม่ดีนัก^{[ 24 ]}
• กราโนเฟลส์ซึ่งไม่แสดงการเรียงตัวเป็นแผ่นอย่างชัดเจน^{[ 23 ]}หรือการเรียงตัวเป็นชั้น^{[ 24 ]}

ฮอร์นเฟลส์เป็นแกรโนเฟลส์ที่ทราบกันว่าเกิดจากการแปรสภาพสัมผัสสเลทเป็นหินแปรเนื้อละเอียดที่แตกออกเป็นแผ่นบาง ๆ ได้ง่าย แต่ไม่แสดงการแบ่งชั้นองค์ประกอบที่ชัดเจน คำนี้ใช้เฉพาะเมื่อทราบข้อมูลเกี่ยวกับหินน้อยมากที่จะช่วยให้สามารถจำแนกประเภทได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น การจำแนกประเภทตามเนื้อสัมผัสอาจมีคำนำหน้าเพื่อระบุหินต้นกำเนิดที่เป็นตะกอน ( para-เช่น paraschist) หรือหินต้นกำเนิดที่เป็นหินอัคนี ( ortho-เช่น orthogneiss) เมื่อไม่ทราบข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับหินต้นกำเนิด จะใช้ชื่อตามเนื้อสัมผัสโดยไม่มีคำนำหน้า ตัวอย่างเช่น สคิสต์เป็นหินที่มีเนื้อสัมผัสแบบสคิสโตสซึ่งไม่ทราบหินต้นกำเนิดที่แน่นอน^{[ 23 ]}

มีการจำแนกประเภทพิเศษสำหรับหินแปรที่มีต้นกำเนิดเป็น หิน ภูเขาไฟหรือเกิดขึ้นตามรอยเลื่อนหรือผ่านการไหลเวียนของน้ำร้อนมีการใช้ชื่อเฉพาะบางชื่อสำหรับหินที่มีต้นกำเนิดที่ไม่ทราบแน่ชัดแต่ทราบองค์ประกอบเชิงโมดอล เช่น หินอ่อน หินเอกโลไจต์หรือหินแอมฟิโบไลต์ [ ^{23 ] นอกจาก}นี้ยังอาจใช้ชื่อเฉพาะกับหินที่มีแร่ธาตุชนิดเดียวเป็นองค์ประกอบหลัก หรือมีองค์ประกอบหรือรูปแบบหรือแหล่งกำเนิดที่โดดเด่น ชื่อเฉพาะที่ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ หินแอมฟิโบไลต์หินกรีนชีสต์ หินฟิลไลต์ หินอ่อน หินเซอร์เพนไทต์ หินเอกโลไจต์ หิน ไม ก์มา ไทต์ หิน สการ์น หินแกรนูไลต์หินไมโลไนต์ และหินชนวน^{[ 24 ]}

การจำแนกประเภทพื้นฐานสามารถเสริมด้วยคำที่อธิบายถึงเนื้อหาแร่หรือเนื้อสัมผัส ตัวอย่างเช่น เมตาเบซอลต์ที่แสดงการแตกตัวแบบอ่อนๆ อาจถูกอธิบายว่าเป็นเมตาเบซอลต์แบบไนส์ และเพไลต์ที่มีสเตาโรไลต์จำนวนมากอาจถูกอธิบายว่าเป็นเพไลต์สเตาโรไลต์^{[ 23 ] [ 24 ]}

กลุ่มแร่แปรสภาพ (metamorphic facies) คือชุดของกลุ่มแร่ที่มีลักษณะเฉพาะที่พบในหินแปรสภาพซึ่งเกิดขึ้นภายใต้ความดันและอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจง กลุ่มแร่ที่เฉพาะเจาะจงนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของหินต้นกำเนิด (protolith) ดังนั้น (ตัวอย่างเช่น) กลุ่มแร่แอมฟิโบไลต์ของหินอ่อนจะไม่เหมือนกับกลุ่มแร่แอมฟิโบไลต์ของหินโคลน (pelite) อย่างไรก็ตาม กลุ่มแร่แปรสภาพเหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นเพื่อให้หินแปรสภาพที่มีองค์ประกอบหลากหลายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สามารถจัดอยู่ในกลุ่มแร่แปรสภาพใดกลุ่มหนึ่งได้ คำจำกัดความปัจจุบันของกลุ่มแร่แปรสภาพส่วนใหญ่มาจากงานของนักธรณีวิทยาชาวฟินแลนด์Pentti Eskolaโดยมีการปรับปรุงแก้ไขตามงานทดลองในภายหลัง Eskola ได้นำเอาแผนผังโซนตามแร่ดัชนีซึ่งริเริ่มโดยนักธรณีวิทยาชาวอังกฤษGeorge Barrowมา ใช้ ^{[ 25 ]}

โดยทั่วไปแล้วจะไม่พิจารณาเฟสการแปรสภาพเมื่อจำแนกหินแปรสภาพโดยอาศัยหินต้นกำเนิด รูปแบบแร่ หรือเนื้อสัมผัส อย่างไรก็ตาม เฟสการแปรสภาพบางชนิดก่อให้เกิดหินที่มีลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นจนต้องใช้ชื่อเฟสสำหรับหินเมื่อไม่สามารถจำแนกได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างที่สำคัญคือแอมฟิโบไลต์และเอคโลไจต์สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งอังกฤษไม่สนับสนุนอย่างยิ่งให้ใช้แกรนูไลต์เป็นประเภทสำหรับหินแปรสภาพเป็นเฟสแกรนูไลต์ แต่หินดังกล่าวจะถูกจัดประเภทเป็นแกรโนเฟลส์แทน^{[ 23 ]}อย่างไรก็ตาม แนวทางนี้ไม่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป^{[ 24 ]}

หินแปรประกอบเป็นส่วนใหญ่ของเปลือกโลกและคิดเป็น 12% ของพื้นผิวโลก^{[ 2 ]}เปลือกโลกส่วนล่างส่วนใหญ่เป็นหินแปรและหินตะกอนที่ถึงระดับแกรนูไลต์ เปลือกโลกส่วนกลางส่วนใหญ่ ประกอบด้วยหินแปรที่ถึงระดับแอมฟิโบไลต์^{[ 26 ]}ในเปลือกโลกส่วนบน ซึ่งเป็นเพียงส่วนเดียวของเปลือกโลกที่นักธรณีวิทยาสามารถเก็บตัวอย่างได้โดยตรง หินแปรเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เกิดขึ้นได้ในระดับความลึกตื้นเท่านั้น ได้แก่ การแปรสภาพแบบสัมผัส (ความร้อน) การแปรสภาพแบบไดนามิก (แคตาคลาสติก) การแปรสภาพแบบไฮโดรเทอร์มอล และการแปรสภาพจากการชน กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในพื้นที่ค่อนข้างจำกัดและมักจะถึงระดับความดันต่ำเท่านั้นเช่นฮอร์นเฟลส์และซานิดิไนต์หินแปรส่วนใหญ่เกิดจากการแปรสภาพในระดับภูมิภาคในเปลือกโลกส่วนกลางและส่วนล่าง ซึ่งหินจะถึงระดับการแปรสภาพที่มีความดันสูงกว่า หินชนิดนี้พบได้เฉพาะบนพื้นผิวที่มีการยกตัวและการกัดเซาะอย่างกว้างขวางจนทำให้หินที่เคยอยู่ลึกลงไปในเปลือกโลกถูกเปิดเผยออกมา^{[ 27 ]}

หินแปรถูกเปิดเผยอย่างกว้างขวางในแนวเทือกเขาที่เกิดจากการชนกันของแผ่นเปลือกโลกที่ขอบเขตบรรจบกันที่นี่หินที่เคยฝังอยู่ลึกได้ถูกนำขึ้นมาสู่พื้นผิวโดยการยกตัวและการกัดเซาะ^{[ 28 ]}หินแปรที่เปิดเผยในแนวเทือกเขาอาจเกิดการแปรสภาพได้ง่ายๆ เพียงเพราะอยู่ลึกใต้พื้นผิวโลก ได้รับอุณหภูมิสูงและความดันมหาศาลที่เกิดจากน้ำหนักมหาศาลของชั้นหินด้านบน การแปรสภาพในระดับภูมิภาคแบบนี้เรียกว่าการแปรสภาพจากการฝังตัวซึ่งมักจะทำให้เกิดหินแปรระดับต่ำ^{[ 29 ]}ที่พบได้บ่อยกว่ามากคือหินแปรที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการชนกันเอง^{[ 30 ]}การชนกันของแผ่นเปลือกโลกทำให้เกิดอุณหภูมิสูง ความดัน และการเสียรูปในหินตามแนวเทือกเขาเหล่านี้^{[ 31 ]}หินแปรที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมเหล่านี้มักจะแสดงให้เห็นถึงการแตกตัวเป็นชั้นๆ ที่พัฒนาอย่างดี^{[ 30 ]}

หินแปรในแนวเทือกเขาแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของลักษณะการแปรสภาพ ในบริเวณที่ มี การมุดตัวของแผ่นเปลือกโลก หินบะซอลต์ของแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวจะถูกแปรสภาพเป็นหินแปรสภาพความดันสูง ในระยะแรกจะเกิดการแปรสภาพระดับต่ำไปเป็นหินแปรบะซอลต์ชนิดซีโอไลต์และพรีไนต์-ปัมเพลไล ต์ แต่เมื่อหินบะซอลต์มุดตัวลงไปในระดับความลึกที่มากขึ้น มันจะถูกแปรสภาพเป็นหินบลูสคิสต์และจากนั้นเป็นหินเอ็กโลไจต์การแปรสภาพเป็นหินเอ็กโลไจต์จะปล่อยไอน้ำจำนวนมากออกจากหิน ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้เกิด การปะทุ ของภูเขาไฟในแนวโค้งภูเขาไฟ ที่อยู่ด้านบน นอกจากนี้ หิน เอ็กโลไจต์ยังมีความหนาแน่นมากกว่าหินบลูสคิสต์อย่างมาก ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้แผ่นเปลือกโลกมุดตัวลงไปในชั้นแมนเทิลของโลก ลึกยิ่งขึ้น หินแปรบะซอลต์และหินบลูสคิสต์อาจยังคงหลงเหลืออยู่ในแนวหินแปรสภาพบลูสคิสต์ที่เกิดจากการชนกันระหว่างทวีป นอกจากนี้ ยังอาจได้รับการอนุรักษ์ไว้โดยการเคลื่อนตัวขึ้นไปบนแผ่นเปลือกโลกด้านบน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโอฟิโอไลต์ [ ^{32 ] บาง}ครั้งพบเอคโลไจต์ในบริเวณที่มีการชนกันของทวีป ซึ่งหินที่ถูกดึงลงไปใต้พื้นโลกจะถูกนำกลับขึ้นมาสู่พื้นผิวอย่างรวดเร็ว ก่อนที่จะถูกเปลี่ยนเป็นเฟสแกรนูไลต์ในเนื้อโลกชั้นบนที่ร้อน ตัวอย่างเอคโลไจต์จำนวนมากเป็นซีโนลิธที่ถูกนำขึ้นมาสู่พื้นผิวโดยกิจกรรมภูเขาไฟ^{[ 33 ]}

แนวเทือกเขาหลายแห่งมีแนวหินแปรที่มีอุณหภูมิสูงและความดันต่ำ แนวหินแปรเหล่านี้อาจเกิดขึ้นจากการที่หินได้รับความร้อนจากแมกมาที่ขึ้นมาจากแนวโค้งภูเขาไฟ แต่เกิดขึ้นในระดับภูมิภาค การเสียรูปและการหนาตัวของเปลือกโลกในแนวเทือกเขาก็อาจทำให้เกิดหินแปรประเภทนี้ได้เช่นกัน หินเหล่านี้มีลักษณะเป็น หินแปร ระดับกรีนชีสต์แอมฟิโบไลต์ หรือแกรนูไลต์ และเป็นหินแปรที่พบได้บ่อยที่สุดที่เกิดจากการแปรสภาพในระดับภูมิภาค การที่เขตหินแปรภายนอกที่มีความดันสูงและอุณหภูมิต่ำมาบรรจบกับเขตหินแปรภายในที่มีความดันต่ำและอุณหภูมิสูง เรียกว่าแนวหินแปรคู่เกาะหลักของญี่ปุ่นแสดงให้เห็นแนวหินแปรคู่ที่แตกต่างกัน 3 แนว ซึ่งสอดคล้องกับเหตุการณ์การมุดตัวของแผ่นเปลือกโลกที่แตกต่างกัน^{[ 34 ] [ 35 ]}

หินแปรยังปรากฏให้เห็นในคอมเพล็กซ์แกนแปรซึ่งก่อตัวขึ้นในบริเวณที่มีการขยายตัวของเปลือกโลก มีลักษณะเฉพาะคือการเกิดรอยเลื่อนมุมต่ำที่เผยให้เห็นโดมของหินแปรเปลือกโลกชั้นกลางหรือชั้นล่าง สิ่งเหล่านี้ได้รับการค้นพบและศึกษาครั้งแรกในเขต Basin and Rangeทางตะวันตกเฉียงใต้ของทวีปอเมริกาเหนือ^{[ 36 ]}แต่ยังพบได้ในทะเลอีเจียน ตอนใต้ ในหมู่เกาะ D'Entrecasteauxและในพื้นที่อื่นๆ ที่มีการขยายตัว^{[ 37 ]}

แผ่นดินทวีปเป็นบริเวณหินโบราณที่โผล่ขึ้นมาซึ่งประกอบเป็นแกนกลางที่มั่นคงของทวีป หินที่โผล่ขึ้นมาในบริเวณที่เก่าแก่ที่สุดของแผ่นดินทวีป ซึ่งมีอายุในยุคอาร์เคียน (มากกว่า 2,500 ล้านปี) ส่วนใหญ่เป็นของแถบหินแกรนิต-หินสีเขียวแถบ หินสีเขียว ประกอบด้วยหินภูเขาไฟแปรสภาพและหินตะกอนแปรสภาพที่ผ่านการแปรสภาพในระดับที่ไม่รุนแรงนัก ที่อุณหภูมิ 350–500 °C (662–932 °F) และความดัน 200–500 MPa (2,000–5,000 บาร์) สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มล่างของหินบะซอลต์แปรสภาพ ซึ่งรวมถึง หิน โคมาไทต์แปร สภาพที่หายาก กลุ่มกลางของหินแปรสภาพระดับกลางและหินแปรสภาพเฟลซิกแปรสภาพ และกลุ่มบนของหินตะกอนแปรสภาพ^{[ 38 ]}

แถบหินสีเขียวถูกล้อมรอบด้วยพื้นที่หินไนส์คุณภาพสูงที่แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่มีความดันต่ำและอุณหภูมิสูง (มากกว่า 500 °C (932 °F)) ไปสู่เฟสแอมฟิโบไลต์หรือแกรนูไลต์ ซึ่งเป็นหินส่วนใหญ่ที่โผล่ขึ้นมาในแครตอนยุคอาร์เคียน^{[ 38 ]}

แถบหินแกรนิต-หินสีเขียวถูกแทรกด้วยกลุ่มหินแกรนิตที่โดดเด่นที่เรียกว่า ชุด โทนาไลต์ - ทรอนด์เจไมต์ - แกรโนไดโอไรต์หรือ TTG ซึ่งเป็นหินที่มีปริมาตรมากที่สุดในแครตอนและอาจแสดงถึงระยะเริ่มต้นที่สำคัญในการก่อตัวของเปลือกโลกภาคพื้นทวีป^{[ 38 ]}

สันเขากลางมหาสมุทรเป็นบริเวณที่เปลือกโลกมหาสมุทร ใหม่ ก่อตัวขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวแยกออกจากกัน การเปลี่ยนแปลงทางความร้อนใต้ดินเกิดขึ้นอย่างกว้างขวางในบริเวณนี้ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยของเหลวร้อนที่ไหลเวียนผ่านหิน ทำให้เกิดหินแปรในเฟสกรีนชีสต์ หินแปรเซอร์เพนไทต์เป็นลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมเหล่านี้ และแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของโอลิวีนและไพรอกซีนในหินอัลตรามาฟิกไปเป็นแร่กลุ่มเซอร์เพนไทน์^{[ 39 ] [ 30 ]}

การเปลี่ยนแปลง แบบสัมผัสเกิดขึ้นเมื่อแมกมาถูกฉีดเข้าไปในหินแข็งโดยรอบ ( หินพื้นฐาน ) ^{[ 30 ]}การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจะมากที่สุดในบริเวณที่แมกมาสัมผัสกับหิน เนื่องจากอุณหภูมิจะสูงที่สุดที่ขอบเขตนี้และลดลงตามระยะทางที่ห่างออกไป รอบๆ หินอัคนีที่ก่อตัวขึ้นจากแมกมาที่เย็นตัวลงจะมีเขตการเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่าเขตอิทธิพลสัมผัส เขตอิทธิพลอาจแสดงการเปลี่ยนแปลงทุกระดับตั้งแต่บริเวณสัมผัสไปจนถึงหินพื้นฐานที่ไม่เปลี่ยนแปลง (ไม่แปรสภาพ) ที่อยู่ห่างออกไป การก่อตัว ของ แร่ สำคัญ อาจเกิดขึ้นจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่หรือใกล้กับเขตสัมผัส^{[ 40 ]}เขตอิทธิพลสัมผัสรอบๆพลูตอน ขนาดใหญ่ อาจมีความกว้างมากถึงหลายกิโลเมตร^{[ 41 ]}

คำว่าhornfelsมักใช้โดยนักธรณีวิทยาเพื่อหมายถึงผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพสัมผัสที่มีเนื้อละเอียด แน่น และไม่มีแผ่น^{[ 42 ]}โดยทั่วไปแล้วบริเวณที่สัมผัสจะมีการเสียรูปเพียงเล็กน้อย ดังนั้น hornfels จึงมักไม่มีแผ่นหินแตกและก่อตัวเป็นหินที่แข็งและมีเนื้อละเอียดเท่ากัน หากหินเดิมมีแถบหรือมีแผ่น (เช่น หินทรายที่มีชั้นหรือหินแคลเซียมสคิสต์ที่มีแผ่น)ลักษณะนี้อาจไม่หายไป และ hornfels ที่มีแถบก็เป็นผลลัพธ์ที่ได้^{[ 42 ]}การแปรสภาพสัมผัสใกล้กับพื้นผิวทำให้เกิดแร่แปรสภาพความดันต่ำที่มีลักษณะเฉพาะ^{[ 30 ]}เช่นสปิเนลแอนดาลูไซต์ เวซูเวียไนต์หรือวอลลาสโตไนต์^{[ 43 ]}

การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นในหินดินดานโดยการเผาไหม้ชั้นถ่านหิน^{[ 42 ]}ซึ่งทำให้เกิดหินประเภทหนึ่งที่เรียกว่าคลินเกอร์^{[ 44 ]}

นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีระหว่างหินอัคนีและหินตะกอนโดยรอบ ซึ่งสารเคมีในแต่ละส่วนจะถูกแลกเปลี่ยนหรือนำเข้าไปในส่วนอื่น ในกรณีดังกล่าว หินลูกผสมที่เรียกว่าสการ์นจึงเกิดขึ้น^{[ 42 ] [ 45 ]}

การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาแบบไดนามิก (แคตาคลาสติก) เกิดขึ้นในบริเวณตามรอยแตกในบริเวณนี้ การเฉือนอย่างรุนแรงของหินมักจะทำให้เกิดไมโลไนต์^{[ 30 ]}

การแปรสภาพเนื่องจากแรงกระแทกนั้นแตกต่างจากการแปรสภาพรูปแบบอื่นตรงที่เกิดขึ้นระหว่างเหตุการณ์การชนโดยวัตถุจากนอกโลก ทำให้เกิดแร่ธาตุแปรสภาพที่มีแรงดันสูงมากที่หายาก เช่นโคเอไซต์และสติโชไวต์ [ ^{46 ] โค}เอไซต์พบได้น้อยมากในเอคลอไจต์ที่ถูกนำขึ้นมาบนพื้นผิวในท่อคิมเบอร์ไลต์แต่การมีอยู่ของสติโชไวต์นั้นเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของโครงสร้างที่เกิดจากแรงกระแทก^{[ 47 ]}

กระเบื้องหินชนวนใช้ในการก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้เป็นกระเบื้องมุงหลังคา^{[ 3 ]}

ควอตไซต์มีความแข็งและความหนาแน่นสูงพอที่จะขุดได้ยาก อย่างไรก็ตาม ควอตไซต์บางส่วนถูกนำมาใช้เป็นหินก่อสร้างโดยมักใช้เป็นแผ่นสำหรับปูพื้น ผนัง หรือบันได ประมาณ 6% ของหินบด ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับทำหินกรวด บนถนน เป็นควอตไซต์^{[ 4 ]}

หินอ่อนยังเป็นที่นิยมใช้ในการก่อสร้างอาคาร^{[ 48 ]}และเป็นวัสดุสำหรับงานประติมากรรม^{[ 6 ]}

หินฐานที่เป็นหินแปรอาจเป็นอุปสรรคต่อวิศวกรรมโยธาเนื่องจากมีระนาบที่อ่อนแออย่างเห็นได้ชัด^{[ 7 ]}อันตรายอาจเกิดขึ้นได้แม้ในพื้นที่ที่ไม่ถูกรบกวน เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม พ.ศ. 2502 แผ่นดินไหวขนาด 7.2 แมก นิตูด ทำให้ลาดเขาใกล้ทะเลสาบเฮบเกนรัฐมอนแทนา ซึ่งประกอบด้วยหินแปรเกิดความไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดดินถล่มครั้งใหญ่ที่คร่าชีวิตผู้คนที่ตั้งแคมป์ในบริเวณนั้น 26 คน^{[ 49 ]}

หินอัลตรามาฟิกที่แปรสภาพประกอบด้วยแร่กลุ่มเซอร์เพนไทน์ ซึ่งรวมถึงแอสเบสตอส หลายชนิด ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์^{[ 50 ]}

• บลูสคิสต์
• รายชื่อประเภทหิน
• รายการลักษณะพื้นผิวของหิน
• หินแปรภูเขาไฟ
• นีโอมอร์ฟิซึม
• การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาในเขตมุดตัว

วิกิบุ๊คเรื่องธรณีวิทยาประวัติศาสตร์มีหน้าหนึ่งที่กล่าวถึงหัวข้อ: หินแปร

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับหินแปร

• ลักษณะทางธรณีวิทยาแบบแปรสภาพ – มหาวิทยาลัยเทคนิคตะวันออกกลาง
• ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงรูปร่างจากการสัมผัสเก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2012 ที่Wayback Machine
• ฐานข้อมูลหินแปร ( MetPetDB ) – ภาควิชาวิทยาศาสตร์โลกและสิ่งแวดล้อมสถาบันโพลีเทคนิคเรนส์เซลเลอร์
• ทัวร์ชมหินแปร: บทนำเกี่ยวกับหินแปร
• แอตลาสของหินแปร – ภาพถ่ายภาคสนามและตัวอย่างหินแปรโดยละเอียด จัดกลุ่มตามสภาพแวดล้อมและองค์ประกอบ (ภาควิชาวิทยาศาสตร์โลกมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด )