Bölgesel metamorfizma

Çoğu başkalaşım kayacı yer kabuğunun geniş parçalarının yakınsayan levha sınırları boyunca yoğun deforme olduğu dağ oluşumu süreçlerinde bölgesel başkalaşıma uğrar. Bu işlem en sık kıtasal çarpışma alanlarında oluşur. Çarpışan kıtasal kabukların kenarını oluşturan çökel ve kabuksal kayaçlar kıvrımlanma ve faylanma yoluyla, toplanan halı gibi kısalır ve kalınlaşırlar. Kıtasal çarpışma kristalin kıtasal temel kayaçlarını ve hatta bir zamanlar okyanusun tabanını oluşturan okyanusal kabuğun dilimlerini de kapsar.

Dağ oluşumu sürecinde oluşan kabuğun genel kalınlığı yüzmeyle bağlantılı yükselmeyle sonuçlanır ki bu alanlarda deforme kayaçlar deniz seviyesinin üzerine yükseltilirler. Kabuksal kalınlaşma bir biri üzerine ilerleyen kabuksal bloklardan dolayı büyük miktarlardaki kayaçların derine gömülmelerine de neden olur. Dağların derin köklerinde, derin gömülmeye bağlı yükselen sıcaklıklar dağ kuşaklarındaki en üretken ve yoğun başkalaşım olaylarından sorumludurlar. Sıklıkla derine gömülen kayaçlar erime noktalarına kadar ısıtılmış olurlar. Sonuç olarak magma yüzerek yükselmeye yetecek büyüklükte gövdeler oluşturacak boyuta gelene kadar birikir ve üzerinde yer alan başkalaşım ve çökel kayalarına sokulur. Bu nedenle birçok dağ kuşağının çekirdeği magmatik gövdelerle ardalanan, kıvrımlanmış ve faylanmış başkalaşım kayaçlarını içerir. Zamanla bu deforme kayaç kütleleri yükselir ve dağ kuşaklarının merkezi çekirdeklerini oluşturan bu magmatik ve başkalaşım kayaçları üzerleyen birimlerin erozyon ile kaldırılması sonucu yüzeylerler.

Birçok metamorfik kayaç geniş bir alanda gerçekleşen ve genellikle yer kabuğunun derinliklerinde çok yüksek sıcaklık, basınç ve deformasyonun neden olduğu Bölgesel metamorfizma sonucu oluşurlar. Bölgesel metamorfizma en belirgin biçimde levhaların birbirine yaklaştıkları ve birbiri altında yittikleri sırada kayaçların yoğun biçimde deforme olup yeniden kristallendikleri yaklaşan levha sınırları boyunca bulunurlar. Bu tür metamorfik kayaçlar, genellikle çok yoğun basınç ve/veya en yüksek sıcaklıkların etkili olduğu alanlara doğru doğru metamorfizma derecesinde bir dereceli geçiş sunarlar. Metamorfizmada böylesine bir derecelenme kayaçlarda bulunan metamorfik minerallerle belirlenebilir.

Bölgesel metamorfizma sadece yakınlaşan levha kenarlarıyla sınırlı değildir. Yüksek sıcaklık gradyanına sahip alanlar olduğundan, daha sığ derinliklerde de olsa levhaların birbirlerinden ayrıldığı sınırlar boyunca da bölgesel metamorfizma olur. Arazi incelemeleri ve laboratuvar deneylerinin ışığında kimi minerallerin yalnızca belirli sıcaklık ve basınç aralıklarında oluştuğu bilinir. İndeks mineraller olarak bilinen bu tür minerallerin varlığı jeologlara, düşük, orta ve yüksek sıcaklık metamorfizması kuşaklarım belirlenme olanağı verir.

Örneğin Şeyl gibi kilce zengin kayaç metamorfizmaya uğradığında metamorfik süreçlere bağlı olarak yeni mineraller oluşur. Örneğin, klorit minerali yaklaşık 200 derecede görece düşük sıcaklıklarda ortaya çıktığından dolayı düşük sıcaklık metamorfizmasını gösterir. Sıcaklıklar ve basınçlar artmaya devam ettikçe koşullar altında kararlı olabilen yeni mineraller oluşur. Böylece varlığı düşük sıcaklık metamorfizmasını gösteren kloritten itibaren yeni minerallere doğru bir geçiş, varlığının yüksek sıcaklık metamorfizmasını ve 500 dereceyi aşan sıcaklıkları gösterdiği sillimanit oluşur.