El metamorfismo regional incluye cualquier proceso metamórfico que ocurre en una región grande. Por lo tanto, es el tipo de metamorfismo más extendido y común. Hay tres tipos básicos de metamorfismo regional, a saber, entierro, cresta oceánica y el metamorfismo regional orógeno.
Metamorfismo de enterramiento
El metamorfismo de enterramiento afecta principalmente a los estratos sedimentarios en cuencas sedimentarias como resultado de la compactación debida al enterramiento de sedimentos por sedimentos superpuestos. A medida que la temperatura aumenta con la profundidad, tanto p como T contribuyen al metamorfismo. El metamorfismo ocurre a lo largo de un gradiente geotérmico más o menos estable; los conjuntos minerales metamórficos resultantes se caracterizan por bajas temperaturas de recristalización y una ausencia o presencia reducida de características deformacionales. El metamorfismo funerario de rocas sedimentarias solo está vagamente relacionado con procesos orogénicos en los límites de las placas («anorogénicos») y también puede ocurrir en el interior de las placas.
Metamorfismo de crestas oceánicas
El metamorfismo de crestas oceánicas tiene lugar en crestas oceánicas medias en respuesta a la expansión del fondo marino. Por lo tanto, el ajuste tectónico de la placa se caracteriza por un régimen de contorno de placa divergente. Este metamorfismo se atribuye al alto flujo de calor y a la intensa circulación de fluidos que se produce a lo largo de las crestas oceánicas. Las rocas metamórficas resultantes generalmente incluyen piedras verdes y anfibolitas, es decir, los equivalentes metamórficos de grado bajo y medio del basalto oceánico. Para convertir el basalto en piedras verdes o anfibolitos, se debe introducir H2O en las rocas, lo que significa que se requiere la circulación hidrotermal de fluidos a través de la corteza oceánica.
Metamorfismo orógeno
El metamorfismo orógeno es el tipo de metamorfismo más común. Ocurre comúnmente en arcos insulares y cerca de los márgenes continentales porque los cinturones orogénicos se forman típicamente en los límites de las placas convergentes. La comprensión del metamorfismo orógeno conduce a la comprensión del ciclo térmico, de enterramiento y de erosión de cualquier orogenia.
Hay tres características principales de este tipo de metamorfismo. En primer lugar, hay una variedad de procesos orogénicos que tienen lugar en diferentes límites de placas convergentes. Estos incluyen, entre otros, escenarios geotectónicos, arcos de islas oceánicas, colisiones océano-continente y continente-continente, cada uno de los cuales tiene perfiles térmicos, funerarios y erosivos distintivos. En segundo lugar, las geometrías pre-colisionales del margen continental pueden ser bastante diversas, desde un amplio margen pasivo de «tipo Atlántico» hasta pequeñas cuencas extensionales de arco posterior. Finalmente, la naturaleza y duración de la interacción entre la corteza y el manto determina la cantidad y el momento del flujo de calor orógeno, los eventos intrusivos con advección de calor asociada en la corteza y las tasas de exhumación. Es probable que todos estos factores difieran de un cinturón orogénico al siguiente. Las provincias metamórficas orogneicas clásicas incluyen los Alpes de Europa central, los Montes Apalaches del este de América del Norte y los Andes del oeste de América del Sur.
El metamorfismo orógeno implica una deformación ampliamente concurrente, resultante de la tensión contraccional durante la convergencia de placas litosféricas en la zona de subducción y la recristalización resultante de aumentos de p-T en la corteza engrosada. El aumento de las temperaturas en los orógenos se crea debido a que las geotermas se ajustan a la corteza que se engrosa gradualmente por sobreexplotaciones y pliegues contraccionales, placas inferiores magmáticas y apilamiento de depósitos volcánicos. La temperatura es generalmente lo suficientemente alta en la corteza inferior como para causar la fusión parcial y la generación de magmas alcalinos calcos. Estos ascenderán a la corteza superficial y se solidificarán como plutones granitoides. El levantamiento isostático y la erosión posterior durante y después de la orogenia pueden exponer el ronquido de la corteza de rocas metamórficas y plutónicas.
Los orógenos evolucionan típicamente a lo largo de cientos de millones de años y experimentan pulsos más o menos discretos de deformación o eventos tectónicos relacionados con cambios en el carácter de las placas oceánicas convergentes y sus tasas de convergencia. El calentamiento de la roncha de la corteza puede acompañar estos pulsos u ocurrir en algún otro momento, pero también puede ocurrir en episodios distintos. En consecuencia, los terranos regionales en orógenos evolucionan típicamente a través de múltiples episodios de deformación y recristalización, cada uno de estos eventos dura varios millones de años.
Metamorfismo y gradiente geotérmico. La secuencia de facies metamórficas observadas en cualquier terreno metamórfico depende del gradiente geotérmico. El diagrama temperatura-presión muestra la distribución de tres tipos principales de series de facies metamórficas.
Serie de Facies de contacto( P muy bajo); Serie de Facies Buchan o Abukuma (regional de P bajo) ; Serie de Facies Barrovianas (media-P regional); Serie de Facies Sanbagawa (P alta, T moderada); Serie de Facies Franciscanas (P alta, T baja).
La serie p/T alta ocurre típicamente en zonas de subducción donde las isotermas «normales» son deprimidas por la subducción de la litosfera fría más rápido de lo que puede equilibrarse térmicamente
La serie p/T media es característica de los cinturones orogénicos comunes (tipo Barroviano).
La serie p/T baja es característica de bandas orogénicas de alto flujo de calor (tipo Buchan o Abukuma), áreas de fisuras o metamorfismo de contacto.
Por lo tanto, si conocemos las facies de rocas metamórficas en una región, podemos determinar cuál debe haber sido el gradiente geotérmico en el momento en que ocurrió el metamorfismo. Esta es la relación entre el gradiente geotérmico y el metamorfismo.