Il metamorfico denota l'insieme delle trasformazioni subite da una roccia ( sedimentaria , ignea o metamorfica ) per effetto dei cambiamenti delle condizioni di temperatura , di pressione , della natura dei fluidi minerali e, talvolta, della composizione chimica della roccia. Queste trasformazioni, che possono essere mineralogiche, tessiturali, chimica o addirittura strutturale, portare ad una riorganizzazione degli elementi in roccia e ad una ricristallizzazione dei minerali in stato solido .
Il limite superiore del metamorfismo, situato in condizioni di temperatura e pressione ancora relativamente basse, separa l'anchimetamorfismo (dal greco ankhi , "quasi", metamorfismo generale di grado molto basso) dalla diagenesi . Essendo questo limite poco definito, i campi di metamorfismo e diagenesi si differenziano secondo criteri cristallografici, in particolare la cristallizzazione della clorite o la forte cristallinità dell'illite . Il limite inferiore del metamorfismo lo separa dal magmatismo ed è in condizioni di alta temperatura. Il metamorfismo si distingue in linea di principio dal magmatismo in quanto è caratterizzato da processi di ricristallizzazione allo stato solido, mentre il magmatismo prevede la partecipazione di un liquido silicato, che richiede temperature più elevate. Tuttavia, alcune zone di metamorfismo in condizioni di alta temperatura provocano lo scioglimento parziale di alcuni minerali e la creazione di liquidi silicati di composizione spesso granitica, si parla poi di anatessia . Nel caso in cui questi liquidi cristallizzino all'interno della stessa roccia che li ha partoriti, ne deriva la comparsa di migmatiti che appartengono al dominio del metamorfismo.
Una delle caratterizzazioni più dirette del metamorfismo è la trasformazione mineralogica della roccia (con, nel caso del metasomatismo , un cambiamento nella composizione chimica, per aggiunta o allontanamento di fluidi in particolare, un processo di metamorfismo allochemico che si oppone al metamorfismo topochimico o isochimico che si verifica a composizione chimica costante, ad eccezione della perdita di H 2 Oo CO 2). Inoltre, le deformazioni accompagnano comunemente il metamorfismo, specialmente il metamorfismo regionale, poiché le condizioni che trasportano le rocce ad alte pressioni e / o temperature sono comunemente associate a sollecitazioni elevate, come nel caso delle catene di collisione . Questo è il motivo per cui lo studio delle deformazioni ( scistosità , foliazione , lineazione ) è comunemente incluso nello studio del metamorfismo.
Le condizioni per la genesi di una roccia metamorfica sono determinate studiando tutti i minerali in essa presenti all'equilibrio termodinamico . Questo insieme costituisce la paragenesi . Le rocce metamorfiche sono alla ricerca di un nuovo stato di equilibrio. Questo riequilibrio è molto lungo, tanto che raramente raggiunge il suo termine e la cristallizzazione di nuovi minerali raramente indica una reazione completa.
Studiamo la relazione tra i diversi minerali e la loro relativa successione in una sezione sottile (campione di roccia osservabile al microscopio polarizzatore ). Ad esempio, i minerali reliquia sono minerali che sono rimasti stabili e non sono cambiati. Possiamo quindi avere diverse paragenesi annidate all'interno della stessa roccia metamorfica.
Il metamorfismo regionale forma grandi regioni metamorfiche, caratteristiche di molte catene montuose (metamorfismo dinamometamorfico generale durante il caricamento delle falde acquifere ) e antichi scudi (metamorfismo statico o sepolcrale). Tipicamente, il metamorfismo regionale presuppone un aumento della temperatura e della pressione, vale a dire un seppellimento che produce alte temperature, controllate dalla profondità raggiunta nella crosta o nel mantello, e una deformazione per registrare le strutture tettoniche ...
Il metamorfismo cataclastico (detto anche dinamometamorfismo) è molto localizzato e "soprattutto legato alle sollecitazioni che si sviluppano in grandi incidenti fragili dove le rocce acquisiscono una scistosità e vengono frantumate più o meno fortemente", conducendo, per trasformazione ad alta pressione e bassa temperatura, alle tettoniti ( detriti nei kakiriti (en) , miloniti ).
Il metamorfismo del contatto si verifica nella roccia ospite a contatto con formazioni intrusive ( plutone magmatico caldo). È in qualche modo una cottura del terreno posta a diretto contatto o in prossimità di questa intrusione che genera, non appena il suo volume è grande, un alone metamorfico di ampiezza variabile (da poche decine di metri a diversi chilometri). Questo metamorfismo è principalmente legato all'aumento della temperatura, motivo per cui viene anche chiamato termometamorfismo. Delle enclavi delle banche può essere strappato l'alone che si materializza nelle rocce metamorfiche : la sequenza pelitica dà così, avvicinandosi progressivamente all'intrusione, scisti maculati (noduli di grossi cristalli di cordierite ), scisti nodulari e micacei (aspetto di miche e andalusite ), corneale (rocce massicce, scure, a grana fine con cordierite e andalusite ).
Shock, o impatto, il metamorfismo non ha alcuna relazione genetica con altri tipi di metamorfismo. È causato sulla Terra da grandi meteoriti , che colpiscono la superficie terrestre ad alta velocità. È dovuto ad un effetto shock estremo e può produrre minerali densi, normalmente formati nel mantello.
Troviamo gli effetti di un metamorfismo shock nei meteoriti, che può essere dimostrato essere molto prima della loro caduta sulla Terra. È indubbiamente dovuto agli impatti cosmici sulla superficie del corpo genitore da cui proviene il meteorite.
Il metamorfismo idrotermale risulta dall'interazione di una roccia con un fluido ad alta temperatura. La differenza di composizione tra roccia e fluido genera una serie di reazioni metamorfiche e metasomatiche . Il fluido idrotermale può essere di origine magmatica, metamorfica, sotterranea o oceanica.
La circolazione convettiva dei fluidi nei basalti idrotermali, il metamorfismo idrotermale prodotto dai fondali marini , si estendeva in prossimità dei centri di espansione oceanica e di altre aree vulcaniche sottomarine . I fluidi finiscono per fuoriuscire dalle prese d'aria sul fondo dell'oceano, fumatori neri . I segni di questa alterazione idrotermale sono usati come guida nella ricerca di depositi di minerali metallici.
Una sequenza metamorfica è la successione di rocce metamorfiche di vari gradi di metamorfismo, dallo stesso insieme di rocce originali, chiamato protolite. Pertanto, i criteri principali per determinare una sequenza metamorfica sono la natura e la chimica del protolite. Queste sequenze sono in numero di 6, ma a volte viene presa in considerazione una settima sequenza, che raggruppa tutte le rocce che non rientrano nelle altre 6 classi.
Sequenza | Protoliti | Rocce metamorfiche |
---|---|---|
Arenaceo | arenaria , arkose | paragneiss , quarziti |
Pelitico o argilloso | argilliti , peliti | scisti , micascisti , paragneiss |
Calcaropelitico | marne | calcschisti |
Carbonato | calcari , dolomiti | marmi , cipolini , skarn |
Granitico | granitoidi | orthogneiss |
Di base | basalti , gabbros , dioriti | scisti verdi → scisti blu , anfiboliti → eclogiti |
Si tratta di un insieme di rocce, chiamate metapeliti ( peliti metamorfizzate) risultanti dalla metamorfosi di una roccia sedimentaria iniziale chiamata pelite , e composte quasi esclusivamente da argilla . Man mano che il metamorfismo progredisce, cioè la roccia viene portata a temperature e pressioni più elevate, compaiono scisti , quindi molto spesso micascisti , gneiss e, allo stadio più avanzato del metamorfismo, leptiniti . Oltre a ciò, si entra gradualmente nel dominio magmatico, dalla comparsa di liquidi silicati derivanti dalla fusione parziale di questi materiali, che si chiama anatessia . A seconda della natura chimico-minerale delle argille, può finire in altre rocce.
La trasformazione metamorfica di alcuni calcari può dare in marmo , cipollino , tactite (corneale calcio) o skarn (marmo con minerali silicati).
Il metamorfismo di granito dà tra l'altro ortogneiss e protogino .
Trasformazione di basalti e gabbros in anfiboliti e pirosseniti . È formato da rocce ricche di minerali ferro-magnesiaci.