Una roccia può subire notevoli cambiamenti quando si modificano le condizioni dell'ambiente in cui si trova. I processi di formazione delle rocce metamorfiche avvengono tutti in profondità e quindi in condizioni non "visibili", essi infatti avvengono in condizioni di pressione e/o temperature che si riscontrano almeno ad oltre 10 km di profondità.
Esistono due fondamentali tipi di metamorfismo dovuti a differenti processi di trasformazione causati dal calore e dalla pressione.
Metamorfismo regionale: ampie zone della crosta terrestre possono essere interessate dal metamorfismo regionale, come ad esempio le radici delle catene montuose. In questo caso l'effetto termico dovuto alla profondità si combina con quello della pressione, essendo le rocce gravate da pesanti falde rocciose soprastanti. Queste zone sono spesso sede di intensi movimenti crostali e, insieme ai processi metamorfici, le rocce sono anche soggette a fratture e deformazioni (fig. 1, 2, 3).
Fig. 1 - Roccia metamorfica regionale: esempio di fillade.
Fig. 2 - Roccia metamorfica regionale: esempio di ortogneiss.
Fig. 3 - Roccia metamorfica regionale: esempio di eclogite.
Metamorfismo di contatto: questo tipo di metamorfismo, detto di contatto, è il risultato di un'alterazione termica che interessa le rocce che si trovano a contatto con un'intrusione magmatica. Il grado di trasformazione dipende dalla temperatura del magma, dalle dimensioni e dalla forma dell'intrusione. L'effetto termico prodotto dal corpo intrusivo sulle rocce che lo circondano diminuisce con la distanza dal contatto e attorno all'intrusione si forma un'aureola metamorfica di ampiezza variabile, con grado di metamorfismo decrescente verso l'esterno (fig. 4).
Fig. 4 - Roccia metamorfica da contatto: esempio di marmo con inclusioni di selce.
Tutti i tipi di metamorfismo conferiscono nuove strutture alle rocce che modificano. La struttura di una roccia metamorfica è determinata dalla dimensione, dalla forma e dalla disposizione dei suoi cristalli. Una caratteristica che viene usata per la classificazione delle rocce metamorfiche è la scistosità, proprietà dovuta alla disposizione dei minerali che compongono la roccia su piani paralleli. Le rocce metamorfiche vengono suddivise in due classi strutturali principali: le rocce scistose e le rocce non scistose a seconda che presentino un aspetto lamellare o meno.
Le rocce scistose vengono poi classificate secondo la natura della scistosità, le dimensioni dei cristalli, il grado di separazione dei minerali in bande chiare e scure ed il grado di metamorfismo. Per esempio le argille sottoposte a metamorfismo regionale, a condizioni di temperatura e pressione basse, vengono prevalentemente trasformate in (ardesie), tipiche rocce con basso grado di metamorfismo.
Le rocce non scistose invece rientrano in due gruppi: quelle che si formano per metamorfismo regionale e quelle per metamorfismo di contatto. Per esempio, il marmo è un prodotto del metamorfismo regionale (calore e pressione) su calcari e dolomie.
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