Si conoscono quattro tipi principali di metamorfismo:
termico o di contatto
dinamotermico o regionale
dinamico o cataclastico
metasomatico
Nel metamorfismo regionale abbiamo una combinazione dei tre fattori metamorfici, mentre negli altri tipi prevale uno dei tre, la pressione, la temperatura o l'azione chimica.
Metamorfismo termico
Il metamorfismo termico, o di contatto, si ha quando una roccia viene in contatto con un magma ad alta temperatura che risale verso la superficie. Intorno alla massa le rocce subiscono una modificazione nella composizione dei minerali formando un'aureola di contatto. Le condizioni sono quindi di alta temperatura e bassa pressione e questo facilita l'espulsione dei componenti volati della roccia incassante e la loro infiltrazione ad una distanza più o meno grande dal punto di contatto.
Questo metamorfismo riguarda rocce superficiali o situate in prossimità di essa. Il processo comporta spesso la ricristallizzazione dei minerali preesistenti, talora con aumento delle dimensioni dei cristalli. Si formano perciò minerali di alta pressione come grossularia, vesuviana, epidoto, e concentrazioni di minerali utili come ferro, rame, manganese.
Nel metamorfismo di contatto si conserva la struttura originaria porfiroblastica o granoblastica. Se la struttura è microcristallina si formano cristalli più grandi.
La tessitura è massiccia in quanto si ha parziale fusione e ricristallizzazione tanto più intensa quanto più la roccia è vicina al magma, senza forti pressioni, né pressioni orientate.
Metamorfismo regionale
Il metamorfismo regionale, o dinamotermico, interessa vaste regioni sottoposte ad alta pressione e alta temperatura per sprofondamento di grandi masse rocciose.
Questo tipo di metamorfismo può essere a sua volta suddiviso in regionale propriamente detto, che interessa le aree orogenetiche e dei fondali oceanici dove avvengono deformazioni delle rocce, e di seppellimento, in cui le rocce sedimentarie sono sottoposte al carico di altri sedimenti più recenti senza deformazioni.
Le rocce hanno struttura cristalloblastica ma presentano scistosità, cioè attitudine a dividersi in lastre sottili. Essa si manifesta finché il metamorfismo è di basso grado in presenza di pressioni orientate. A profondità maggiori prevale la pressione idrotermale e oltre una certa temperatura, la disidratazione favorisce la scomparsa dei materiali scistosi idrati come la muscovite e la cristallizzazione di nuovi minerali anidri e non lamellari come feldspato potassico. Si perde quindi la scistosità e si generano rocce più massicce, tabulari e occhiadine ma ancora divisibili in banchi (tessitura gneissica).
In presenza di acqua residua l'aumento della temperatura e della pressione può portare alla rifusone del feldspato, quarzo e albite formando un magma anatettico di composizione granitica che impregna la roccia madre. Questo processo di ultrametamorfismo che porta all'anatessi, segna un collegamento tra le rocce metamorfiche e le magmatiche. Riassumendo, abbiamo:
- Basso grado. Temperatura: 350 - 550°C; pressione: 3 - 7 kb; minerali indice: epidoti, miche chiare, cloriti, talco.
- Medio grado. Temperatura: 500 - 700°C; pressione: 3 - 7 kb; minerali indice: plagioclasi, biotite, staurolite, sillimanite.
- Alto grado. Temperatura: 650 - 700°C; pressione: 3 - 10 kb; minerali indice: scomparsa delle miche, plagioclasi sodici al posto di quelli calcici, non ci sono minerali idratati.
Il metamorfismo di seppellimento (che per le sue caratteristiche potrebbe essere incluso nel metamorfismo dinamico), è localizzato nelle zone di subsidenza, soprattutto nei delta dei fiumi più grandi, dove c'è un elevato accumulo di sedimenti trasportati dalle acque senza che sia soggetto a deformazioni. Il fattore principale che agisce è la pressione (3 - 15 kb), anche se è accompagnato da un certo aumento di temperatura (tra i 280 e i 400°C) dovuto al gradiente geotermico. I minerali indice sono: actinolite, fengite, lawsonite, glaucofane, giadeite.
Metamorfismo dinamico
Il metamorfismo dinamico, o cataclastico, si verifica quando due masse rocciose si muovono a causa di spinte orogenetiche lungo delle fratture. In esse si formano zone più o meno minutamente frantumate, fino a produrre delle vere e proprie rifusioni per riscaldamento dovuto all'attrito. Le condizioni che si verificano sono perciò di alta pressione e bassa temperatura.
La struttura è cataclastica con sbriciolamento di minerali e deformazioni del reticolo cristallino.
Metamorfismo metasomatico
Il metamorfismo metasomatico si ha quando c'è un sostanziale cambiamento nella composizione chimica della roccia in seguito a circolazione di fluidi di origine magmatica.