Метаморфизм может проявиться на огромных площадях, поэтому называется региональным. В других случаях метаморфические изменения захватывают ограниченные участки, тогда метаморфизм называют локальным.
А. Региональный метаморфизм
Региональный метаморфизм является наиболее распространенным, проявляясь на площадях в сотни тысяч км2, что обусловлено погружением региона на глубины, достаточные для воздействия на первичные толщи пород высоких температур, всестороннего (литостатического) давления и флюидов.
Такие метаморфические толщи развиты на древних щитах платформ, например на Балтийском и Украинском в пределах Восточно-Европейской платформы, на Алданском — Сибирской платформы и др.
Архейские породы возрастом свыше 2,5 млрд лет метаморфизованы во всех регионах Земли; протерозойские возрастом 2,5— 0,57 млрд лет — избирательно, а фанерозойские породы моложе 0,57 млрд лет, — только в складчатых областях и в тех структурах, которые подверглись наибольшему давлению и температурному воздействию.
Поэтому в складчатых структурах можно наблюдать, как одновозрастные толщи аргиллитов переходят в глинистые сланцы, затем в филлиты, кристаллические сланцы и, наконец, в гнейсы.
Б. Локальный метаморфизм
Локальный метаморфизм проявляется на ограниченных площадях и подразделяется на контактовый и динамометаморфизм (дислокационный).
Контактовый метаморфизм
Контактовый метаморфизм развивается в интрузивных массивах, внедряющихся в любые толщи пород, воздействие на которые осуществляется температурой и флюидным потоком.
Если воздействию гранитов подвергаются карбонатные породы, то возникают скарны, метаморфические породы, которые образовались за счет метасоматоза (замещения) с привносом SiO2, Аl2О3, Мg0 и В2О3.
Динамометаморфизм
Динамометаморфизм связан с крупными разломами, в основном надвигами, покровами и сдвигами, при образовании которых всегда возникает стресс — напряжение сжатия, ориентированное в одном направлении.
На глубинах, где литостатическое давление велико, породы под влиянием стресса приобретают пластическое течение, напоминающее раздавливание пластилина в руках. При этом раздавливаемый материал стремится выдавиться в сторону уменьшения градиента давления, а вновь образованные минералы, такие, как слюды, располагаются чешуйками параллельно поверхности смещения, создавая сланцеватость метаморфической породы.
Конгломераты в таких зонах сплющиваются, длинные оси сжатых галек принимают соответствующую ориентацию.
Ударный метаморфизм
На поверхность Земли всегда падали, падают и будут падать метеориты — космические «гости» из нашей Солнечной системы. При падении на Землю метеорита образуется кратер, или астроблема (греч. «астра» — звезда, «блема» — рана), которая всегда больше, чем упавший метеорит.
Соударение метеорита о поверхность Земли зависит от массы тела и его скорости при движении в атмосфере, так как последняя играет роль тормоза.
Образование большинства кратеров соответствует скорости сближения с поверхностью Земли в 3 — 4 км/с. При такой скорости образуется ударная волна со скоростью 3 — 5 км/с, сжимающая горные породы с силой до 100 ГПа, давление, как полагает В. И. Фельдман, возрастает в миллиардные доли секунды (10~9 с). Естественно, что это колоссальное мгновенное сжатие вызывает такой же быстрый нагрев пород до 10 000 °С и выше, причем нагрев происходит в момент разряжения сжатия, когда ударная волна исчезает.
Все это сопровождается дроблением, плавлением и испарением вещества мишени.
Горные породы, образующиеся при таком мгновенном ударном событии, называют импактитами.
Например, кварц (2,2 — 2,5 г/см3) переходит в более плотную (2,85 — 3,0 г/см3) модификацию, но его состав при этом не меняется. Углерод может переходить в алмаз, оливин и пироксен сменяются более плотными модификациями.