Le rocce metamorfiche si sono formate in seguito alla trasformazione di altre rocce. Tali trasformazioni sono provocate da aumenti di pressione e di temperatura e ciò avviene, di regola, in profondità, all’interno della crosta terrestre.
Il metamorfismo è, quindi, una trasformazione, anche profonda, di un qualunque tipo di roccia, ma senza che si arrivi alla fusione del materiale coinvolto (se ciò avviene, si origina un magma e si passa allora alla formazione di rocce magmatiche).
Le trasformazioni riguardano:
- sia i minerali, i cui atomi si riordinano secondo un diverso reticolo cristallino, dando origine a minerali nuovi. Si ha la comparsa di nuove associazioni mineralogiche, per cui si può parlare di una roccia nuova che sostituisce quella preesistente. In ogni caso, la composizione chimica globale viene conservata.
- sia la struttura della roccia, cioè il modo in cui i minerali sono disposti (in livelli distinti, in modo omogeneo ecc.).
I tipi di rocce prodotte dal metamorfismo dipendono:
- dalla composizione della roccia originaria;
- dal grado di metamorfismo.
METAMORFISMO DI CONTATTO
Quando un magma risale attraverso la crosta, o si ferma all’interno di questa, provoca un forte aumento di temperatura nelle rocce con cui viene a contatto. Intorno alla massa di magma incandescente le rocce subiscono modificazioni nella composizione dei minerali; trasformazioni, tanto più intense quanto più si è vicini alla massa incandescente. Si parla in tal caso di metamorfismo di contatto dovuto essenzialmente all’alta temperatura: i calcari, ad esempio, formati di minuscoli frammenti di CaCO3, vengono trasformati in marmi.
Con il calore gli atomi si dispongono in strutture cristalline differenti e si ha un aumento delle dimensioni dei cristalli stessi, che si accrescono in forma equidimensionale, massiccia.
Le rocce che derivano da un metamorfismo di contatto non sono foliate.
METAMORFISMO REGIONALE
E’ il metamorfismo di gran lunga più imponente per volume di rocce coinvolte. Esso avviene ogni volta che movimenti della crosta terrestre fanno sprofondare nel suo interno masse di rocce sedimentarie o magmatiche, che vengono sottoposte così a temperature crescenti e a forti pressioni (sia per il peso delle rocce sovrastanti -pressioni di carico -, sia a causa di spinte tra masse rocciose contigue -pressione orientata ).
Le rocce che derivano per m. regionale presentano una disposizione dei minerali lamellari o di quelli chiari e scuri in piani paralleli (foliazione) in seguito a :
- rotazione dei minerali lamellari esistenti;
- ricristallizzazione di minerali che si dispongono in una orientazione preferenziale;
- appiattimento dei minerali equidimensionali in minerali allungati.
Il nuovo allineamento è perpendicolare alla direzione della pressione di sforzo.
Vari tipi di foliazione a seconda del grado di metamorfismo:
- clivaggio ardesiaco: in seguito ad un basso grado di metamorfismo, a profondità relativamente basse, si formano di preferenza minerali appiattiti o lamellari (come le miche) orientati tutti nello stesso modo (perpendicolarmente alla direzione della pressione), tanto da risultare disposti lungo piani paralleli. Tipico esempio è l’ardesia che deriva dal metamorfismo delle argilliti.
- scistosità: mano a mano che le rocce vengono metamorfosate più intensamente,(medio grado di metamorfismo) i cristalli lamellari si accrescono fino a dimensioni che li rendono visibili a occhio nudo e i minerali possono tendere a segregarsi in bande più chiare (contengono anche quarzo e feldspati) e più scure. Si formano così gli scisti.
- Gneissica: è dovuta ad un alto grado di metamorfismo ed è tipica degli gneiss, rocce di colore chiaro, a grana grossa, formati dalla segregazione dei minerali in bande chiare (quarzo e feldspati) e scure (anfiboli, ecc.). Prevalgono i minerali granulari, rispetto ai lamellari, per cui queste rocce hanno una modesta tendenza suddividersi in lamine. In questo caso le associazioni di minerali presenti inizialmente nella roccia , contenenti miche e cloriti, si trasformano in nuove associazioni, dominate da quarzo e feldspati, con quantità minori di miche e anfiboli.
METAMORFISMO IDROTERMALE
E’ associato con le dorsali oceaniche. L’acqua di mare percola attraverso i basalti caldi e fratturati e si riscalda; l’aumento della temperatura facilita reazioni chimiche tra l’acqua di mare e le rocce, alterando i basalti, la cui composizione chimica finisce per differire nettamente da quella della roccia originaria.
