LE ROCCE METAMORFICHE
Secondo i rapporti orogenici, le rocce esogene ed endogene possono subire profonde trasformazioni mineralogiche, strutturali e anche chimiche, dando luogo a un nuovo tipo di rocce, chiamate metamorfiche. Nel lento sprofondamento delle geosinclinali e nella posteriore compressione dei sedimenti, le rocce della geosinclinale sono sottoposte a nuove condizioni di pressione e di temperatura, ad un cambiamento nelle loro condizioni di equilibrio termodinamico, che provoca la loro ricristallizzazione, cioè la formazione di nuovi minerali e strutture che crescono in un mezzo solido a temperature inferiori a quelle in cui i silicati fondono naturalmente. Le rocce metamorfiche presentano, generalmente, certe caratteristiche di stratificazione, dovute all'orientamento parallelo dei minerali di nuova formazione, che le rende simili alle rocce sedimentarie; d'altra parte il loro carattere cristallino le rende simili alle ignee, dalle quali si distinguono giacché nella loro costituzione non presen¬tano mai del vetro. Nella composizione mineralogica di queste rocce troviamo minerali propri delle rocce ignee e sedimentarie, associati a minerali tipicamente metamorfici, come l'andalusite, la sillimanite, la cordierite, la staurolite, il granito. La struttura caratteristica di queste rocce è la cristalloblastica, prodotta dalla crescita preferenziale di una specie cristallina durante la ricristallizzazione. I principali agenti del metamorfismo sono: la composizione originale della roccia, la pressione e la temperatura. Diverse composizioni delle rocce determinano varie trasformazioni in rocce metamorfiche. Così, le argille si trasformano in micascisti e gneiss; i calcari, in marmi; le arenarie, in quarziti. La pressione svolge un ruolo fondamentale, perché modifica le condizioni di stabilità dei minerali. Quanto alla temperatura, sappiamo che essa favorisce le reazioni chimiche e che, assieme alla pressione, facilita le trasformazioni metamorfiche. La divisione classica del metamorfismo in tre zone, esterna, media e interna, si fonda sull'esistenza di livelli critici determinabili con l'apparire di certi minerali a varie profondità. Questo metamorfismo progressivo che interessa ampie zone della crosta terrestre si chiama metamorfismo regionale o di geosinclinale, per distinguerlo dal metamorfismo di contatto, di poca estensione e potenza, che appare al contatto di rocce granitiche con i sedimenti incassati sotto la forma di aureola di contatto. Il metamorfismo di contatto è caratterizzato dalla formazione di una roccia nera e dura, di grana fina e totalmente ricri-stallizzata, cui si dà il nome di cornubianite e che è tipica di questo tipo di meta-morfismo, principalmente prodotto dall'aumento di temperatura e dall'azione di elementi volatili durante l'intrusione.
La sequenza metamorfica delle argille
Le argille sono formate da quarzo e da silicati lamellari, che hanno la proprietà di imbibirsi d'acqua. Appena deposte in un bacino sedimentario, formano un fango mobile, straordinariamente ricco d'acqua; quando sono ricoperte da altri sedimenti, si compattano, espellendo l'acqua. Un ulteriore aumento di pressione provoca l'allineamento dei silicati lamellari che le costituiscono, in strati o letti: si forma un argilloscisto. Gli argilloscisti possono essere considerati rocce sia sedimentarie, sia metamorfiche, di bassissimo grado di metamorfismo, formatesi in seguito all'aumento estremamente modesto della temperatura e della pressione. In condizioni di basso grado di metamorfismo, le lamelle argillose si riuniscono in minuti cristalli di mica, indistinguibili a occhio nudo se non per la loro lucentezza d'insieme. La roccia metamorfica che si forma è una fillade, in grado di suddividersi facilmente in sottili fogli, lungo i piani lamellari micacei. Un aumento di grado metamorfico provoca l'accrescimento dei cristalli quarzosi e delle lamelle micacee: la roccia che si forma è un micascisto, che presenta piani di scistosità ben distinguibili a occhio nudo. Quando il grado di metamorfismo è medio-alto, dalla mica e dal quarzo si formano i minerali del gruppo dei feldspati. I grossi cristalli che si sono originati tendono ad associarsi ai cristalli quarzosi in letti biancastri dello spessore di qualche centimetro. La roccia che si origina, lo gneiss, si frattura lungo i piani costituiti dalle lamelle micacee con una scistosità marcata, ma più grossolana di quella dei micascisti. A un ulteriore aumento di temperatura e pressione corrisponde una fusione progressiva dei soli letti quarzoso-feldspatici. Il materiale è in grado di iniettarsi negli interstizi delle porzioni rocciose solide e si origina così una migmatite, spesso non scistosa, formata da una mescolanza di frazioni derivanti dalla cristallizzazione di materiale fuso e di frazioni che conservano la tessitura dello gneiss.
La sequenza metamorfica dei calcari
Quando i sedimenti calcarei sono seppelliti, vengono in contatto con le acque circolanti del sottosuolo, che li sciolgono parzialmente, arricchendosi in carbonato di calcio, o li compattano e li cementano, facendo precipitare carbonato di calcio cristallino (calcite), che riempie gli interstizi e le eventuali cavità presenti. Il processo metamorfico, già a basse temperature e pressioni, provoca una ricristallizzazione progressiva della calcite, con la totale distruzione della struttura sedimentaria. Si forma così il marmo, composto da un mosaico di granuli cristallini di calcite. La calcite è stabile anche ai più alti gradi metamorfici e non subisce trasformazioni chimiche; gli altri minerali, eventualmente presenti nel calcare come impurità, subiscono invece trasformazioni che permettono di riconoscere il grado metamorfico raggiunto e, se abbondanti, possono conferire alla roccia particolari venature.
CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE METAMORFICHE
In base al grado metamorfico crescente, le rocce metamorfiche vengono classificate in tre gruppi:
1. Basso grado (Argillocisti, Filladi)
2. Grado intermedio (Scisti)
3. Alto grado (Gneiss, Migmatiti)
In base all'origine del materiale sedimentario, possono seguire due sequenze metamorfiche (vedi):
1. Delle Argille (Filladi, Scisti, Gneiss, Migmatiti)
2. Dei Calcari (Calcecisti, Marmi)
Approfondimenti rocce: Magmatiche - Sedimentarie - Metamorfiche - Ciclo litogenetico