当方、ITプロでなく今回の事例のようなことをしたことはないので、以下の内容は参考程度でお願いします。
自宅のWindows 10で実験しました。
さすがにOS用VHDは怖いので、ブート可能ディスクでは試していません。
ディスクIDが変わっていないので
* 仮想サイズを拡張
* ボリュームの拡張は未実施
でよろしいでしょうか?
起動メディアでないためか、この条件では親子ともディスクの編集で仮想サイズを拡張しても、現象は再現しませんでした。
以下を試すなら、親子共々バックアップをお取りください。
http://nasunoblog.blogspot.jp/2013/07/hyper-v-vhdx-broken.html
にあるように、親をマウントしてファイルを作成したり、ボリュームを拡張するなどすると、IDが変わってdiskpartでもは親子関係が切れました。
Hyper-Vでは再接続ウィザードを使うと、差分側の状態で接続しマージ出来ましたが、その後、いろいろ試しているうちに、例外でHyper-Vマネージャが落ちた後は再接続ウィザードが起動しなくなりました。(例外が出て続行すると固まる)
ちなみに、IDが書き換わる前の状態で、親子の仮想サイズを拡張してサイズを揃えても、親子関係は切れませんでした。
他に、再接続ウィザードが出ない条件として、親と同じ名前のディスクが存在する場合という記述が以下にありますが、再起動ウィザードを起動する前で固まって、試せていません。
http://sirius715.jugem.jp/?eid=165
差分ディスクをすっぱりあきらめるか、テスト用のディスクを作成して、よく確認されることをお勧めします。
場合によっては作業OSのアックアップも取っておいたほうが良いかもしれません。