Le rocce metamorfiche derivano da cambiamenti nel tempo dei fattori ambientali (pressione, temperatura, composizione dei fluidi) di una roccia precedente (denominata protolite) rispetto al suo stato iniziale. Il protolito può essere igneo, sedimentario o una precedente roccia metamorfica. Il metamorfismo si verifica al di sotto della superficie terrestre, quando il protolito si trova in un nuovo ambiente e subisce cambiamenti sia fisici (cioè strutturali) che chimici.
Il metamorfismo è un processo molto lento, che richiede tempi geologici per permettere ai nuovi assemblaggi minerali di formarsi e di equilibrarsi alle condizioni metamorfiche. Durante il metamorfismo, il protolito mantiene uno stato solido e i liquidi (e i gas) giocano il ruolo di catalizzatori nelle reazioni chimiche che portano alla ricristallizzazione di minerali esistenti nel protolito o alla crescita di nuovi minerali. Il metamorfismo può essere legato a: intrusione di magma nella crosta (metamorfismo di contatto), con condizioni di temperatura crescenti attorno al corpo igneo e formazione di un’aureola termica nelle rocce crostali ad essa adiacenti; convergenza tra placche litosferiche, in quanto lungo la zona di convergenza tra le due placche la crosta è piegata ed ispessita, e la sua pressione produce un progressivo aumento della temperatura e della pressione nelle rocce sepolte, con un concomitante aumento dei locali gradienti geotermici, a valori che variano in funzione della tettonica regionale (metamorfismo regionale). Poiché il metamorfismo regionale si verifica sotto una pressione orientata, i minerali metamorfici crescono allineati in modo planare producendo una tessitura foliata nella roccia metamorfica; alterazione idrotermale, che si verifica quando il protolito interagisce con fluidi caldi che innescano nella roccia reazioni chimiche di lisciviazione, trasportando e precipitando gli ioni disciolti, favorendo la produzione depositi minerari (metamorfismo idrotermale). Per un sommario degli schemi classificativi che l’IUGS (International Union of Geological Sciences; http://iugs.org) raccomanda per le rocce metamorfiche clicca qui.
