Gli effetti del metamorfismo sulle rocce

Una roccia sottoposta a diversi gradi di metamorfismo può originare diverse rocce metamorfiche, che nel loro insieme costituiscono una sequenza metamorfica.

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.