Metamorfismo regionale
Il metamorfismo regionale o barroviano copre grandi aree di crosta continentale tipicamente associate a catene montuose, in particolare quelle associate a placche tettoniche convergenti o alle radici di montagne precedentemente erose. Le condizioni che producono ampie rocce metamorfosate a livello regionale si verificano durante un evento orogenico. La collisione di due placche continentali o di archi insulari con placche continentali produce le forze compressive estreme necessarie per i cambiamenti metamorfici tipici del metamorfismo regionale. Queste montagne orogeniche vengono successivamente erose, esponendo le rocce intensamente deformate tipiche dei loro nuclei. Le condizioni all’interno della lastra in subduzione che si immerge verso il mantello in una zona di subduzione producono anche effetti metamorfici regionali, caratterizzati da cinture metamorfiche appaiate. Le tecniche della geologia strutturale sono utilizzate per svelare la storia collisionale e determinare le forze coinvolte. Il metamorfismo regionale può essere descritto e classificato in facies metamorfiche o zone metamorfiche di condizioni di temperatura/pressione in tutto il terrano orogenico.
Contatto (termico)Modifica
Il metamorfismo di contatto si verifica tipicamente intorno alle rocce ignee intrusive come risultato dell’aumento di temperatura causato dall’intrusione di magma in una roccia di campagna più fredda. L’area che circonda l’intrusione dove sono presenti gli effetti del metamorfismo di contatto è chiamata aureola metamorfica o aureola di contatto. Le rocce metamorfiche di contatto sono solitamente conosciute come hornfels. Le rocce formate dal metamorfismo di contatto possono non presentare segni di forte deformazione e sono spesso a grana fine.
Il metamorfismo di contatto è maggiore vicino all’intrusione e si dissipa con la distanza dal contatto. La dimensione dell’aureola dipende dal calore dell’intrusione, dalle sue dimensioni e dalla differenza di temperatura con le rocce della parete. I picchi hanno generalmente piccole aureole con un metamorfismo minimo, mentre le grandi intrusioni ultramafiche possono avere un metamorfismo di contatto molto spesso e ben sviluppato.
Il grado metamorfico di un’aureola è misurato dal picco del minerale metamorfico che si forma nell’aureola. Questo è di solito legato alle temperature metamorfiche delle rocce pelitiche o alluminosilicate e ai minerali che formano. I gradi metamorfici delle aureole sono l’andalusite hornfels, la sillimanite hornfels, il pirosseno hornfels.
I fluidi magmatici provenienti dalla roccia intrusiva possono anche prendere parte alle reazioni metamorfiche. Un’aggiunta estesa di fluidi magmatici può modificare significativamente la chimica delle rocce interessate. In questo caso il metamorfismo si trasforma in metasomatismo. Se la roccia intrusa è ricca di carbonato, il risultato è uno skarn. Le acque magmatiche ricche di fluoro che lasciano un granito in fase di raffreddamento possono spesso formare greisens all’interno e adiacenti al contatto del granito. Le aureole alterate metasomatiche possono localizzare la deposizione di minerali metallici e quindi sono di interesse economico.
Un tipo speciale di metamorfismo di contatto, associato agli incendi di combustibili fossili, è conosciuto come pirometamorfismo.
Idrotermale
Il metamorfismo idrotermale è il risultato dell’interazione di una roccia con un fluido ad alta temperatura di composizione variabile. La differenza di composizione tra una roccia esistente e il fluido invasore innesca una serie di reazioni metamorfiche e metasomatiche. Il fluido idrotermale può essere magmatico (avere origine in un magma intruso), acqua freatica circolante o acqua oceanica. La circolazione convettiva dei fluidi idrotermali nei basalti del fondo dell’oceano produce un esteso metamorfismo idrotermale adiacente ai centri di diffusione e ad altre aree vulcaniche sottomarine. I fluidi alla fine fuoriescono attraverso sfiati sul fondo dell’oceano conosciuti come fumatori neri. I modelli di questa alterazione idrotermale sono usati come guida nella ricerca di depositi di preziosi minerali metallici.
ShockEdit
Il metamorfismo d’urto si verifica quando un oggetto extraterrestre (un meteorite per esempio) si scontra con la superficie terrestre. Il metamorfismo da impatto è quindi caratterizzato da condizioni di altissima pressione e bassa temperatura. I minerali risultanti (come i polimorfi SiO2 coesite e stishovite) e le strutture sono caratteristici di queste condizioni.
DynamicEdit
Il metamorfismo dinamico è associato a zone di tensione alta o moderata come le zone di faglia. La cataclasi, la frantumazione e la macinazione delle rocce in frammenti angolari, si verifica nelle zone metamorfiche dinamiche, dando una tessitura cataclastica.
Le tessiture delle zone metamorfiche dinamiche dipendono dalla profondità alla quale si sono formate, poiché la temperatura e la pressione di confinamento determinano i meccanismi di deformazione che predominano. A profondità inferiori a 5 km, il metamorfismo dinamico non è spesso prodotto perché la pressione di confinamento è troppo bassa per produrre calore da attrito. Invece, si forma una zona di breccia o cataclasite, con la roccia macinata e rotta in frammenti casuali. Questo generalmente forma un mélange. In profondità, le brecce angolari transitano in una tessitura di taglio duttile e in zone di mylonite.
Nell’intervallo di profondità di 5-10 km, la pseudotachilite si forma perché la pressione di confinamento è sufficiente a prevenire la brecciatura e la fresatura e quindi l’energia si concentra su piani di faglia discreti. Il riscaldamento per attrito, in questo caso, può fondere la roccia per formare vetro pseudotachilite.
Nell’intervallo di profondità di 10-20 km, la deformazione è governata da condizioni di deformazione duttile e quindi il riscaldamento per attrito è disperso nelle zone di taglio, con conseguente impronta termica più debole e deformazione distribuita. Qui, la deformazione forma la mylonite, con il metamorfismo dinamotermico osservato raramente come la crescita di porfiroblasti nelle zone di mylonite.
Il sovrasfruttamento può giustapporre rocce calde della crosta inferiore contro blocchi più freddi della crosta media e superiore, con conseguente trasferimento di calore conduttivo e metamorfismo di contatto localizzato dei blocchi più freddi adiacenti ai blocchi più caldi, e spesso metamorfismo retrogrado nei blocchi più caldi. Gli assemblaggi metamorfici in questo caso sono diagnostici della profondità, della temperatura e della gittata della faglia e possono anche essere datati per dare un’età della spinta.