В природных условиях в различных участках земной коры совместно проявляются несколько факторов метаморфизма, однако масштаб их проявления и относительная роль каждого фактора определяются конкретной геологической обстановкой. По особенностям пространственного размещения и размаху процесса различаются два основных типа метаморфизма: локальный и региональный.
Метасоматоз может сопровождать метаморфизм любого типа и поэтому развивается как в локальных, так и в региональных условиях.
Локальный метаморфизм контролируется конкретными структурными элементами – разломами, контактами с интрузивными породами, пликативными дислокациями. Образующиеся при этом метаморфические породы связаны постепенными переходами с неметаморфизованными толщами. К локальным формам проявления метаморфизма относятся контактовый и катакластический метаморфизм.
Контактовый метаморфизм проявляется в пределах зоны термального воздействия интрузий на вмещающие породы. Основными факторами этого метаморфизма являются температура и химически активные вещества. По данным В.С. Соболева, типичный контактовый метаморфизм, происходит в пределах 550–900° С. Процесс идет при относительно низких давлениях и широком развитии метасоматоза. Летучие компоненты магмы, проникая в виде растворов и газов в окружающие породы, вступают с ними в реакцию и приводят к резкому изменению их химического состава. Особенно значительным является воздействие химических агентов и проявление метасоматоза на контакте вмещающих пород с интрузиями кислого состава. Интрузии базитовых и ультрабазитовых магм оказывают в основном термальное воздействие на окружающие отложения. В целом величина контактового ореола, степень метаморфизма вмещающих пород в ореоле и характер преобразований зависят от температуры, объема и состава внедрившегося расплава. Типичными породами контактово-термального метаморфизма являются роговики. К породам, образовавшимся в результате контактово-метасоматических процессов (метасоматитам), относятся скарны, грейзены, вторичные кварциты. С метасоматитами связано большое количество месторождений полезных ископаемых (олово, вольфрам, молибден, золото, полиметаллы).
Катакластический метаморфизм происходит под действием направленных давлений и заключается в механическом разрушении (дроблении и перетирании) пород – катаклазе. Катакластический метаморфизм проявляется в тех случаях, когда величина направленного давления превышает предел прочности пород. В результате образуются катакластические породы с различной степенью раздробленности: тектонические брекчии, катаклазиты, милониты. Однако в чистом виде катакластический метаморфизм происходит редко, поскольку областями его максимального проявления служат зоны глубинных разломов, являющиеся в то же время и основными путями подъема тепла и термальных растворов из недр.
Региональный метаморфизм проявляется на обширных участках и охватывает огромные объемы пород, где нет переходов к неметаморфизованным отложениям. Факторами регионального метаморфизма являются температура, давление и химически активные вещества, действующие одновременно. Формирующиеся при этом породы отличаются большим разнообразием – сланцы, гнейсы, кварциты, мраморы, амфиболиты, гранулиты, эклогиты.
Региональный метаморфизм обычно проявляется в геосинклинально-складчатых областях и связан с орогенной стадией развития коры, характеризующейся интенсивным складкообразованием, подъемом магматических масс и термальных растворов.
В обстановке регионального метаморфизма процессы преобразования пород могут достигать максимальной интенсивности и приобретать характер ультраметаморфизма. Он обычно протекает на большой глубине в пределах складчатых областей, где термодинамические условия допускают частичное или полное переплавление пород. Главнейшие процессы ультраметаморфизма – анатексис, палингенез и гранитизация.
Анатексис – частичное, избирательное выплавление минералов кварц-полевошпатового состава из исходных пород. В различных количествах расплав такого состава может получаться из любых осадочных и пирокластических пород (за исключением карбонатов, и некоторых других).
Палингенез – полное переплавление исходных пород с образованием гранитной магмы. Это явление обычно связано с переплавлением гранитогнейсов и осадочных пород, химический состав которых отвечает гранитам.
Гранитизация,в отличие от полигенеза, – процесс химического и минерального изменения пород любого состава с превращением их в граниты. Агентами гранитизации являются растворы, которые вызывают сначала расплавление исходной породы, а затем, диффундируя через расплав, изменяют его состав до состава гранитной магмы. Компоненты гранитов при этом растворяются в образовавшейся магме, а компоненты, «избыточные» по отношению к составу гранитной магмы, выносятся растворами за пределы магматического очага.
Таким образом, в обстановке глубоких метаморфических преобразований пород стирается граница между метаморфическими и магматическими процессами и завершается тот круговорот в природе, идея которого еще в начале века была высказана русским петрографом И.Д.Лукашевичем: магма ® магматические породы ® осадочные породы ® метаморфические породы ® магма.