Metamorfie ieži ir ieži, kas ir mainījušies lielā karstumā un spiedienā. Tās nosaukums cēlies no vārda "morph" (kas nozīmē forma) un "meta" (kas nozīmē pārmaiņas). Metamorfisms ir daļa no iežu cikla: nogulumieži, magmatiskie vai pat vecāki metamorfi ieži var tikt pārveidoti par citiem metamorfiem materiāliem, mainoties apkārtējiem apstākļiem gadu miljonu gaitā.

Sākotnējais iezis tiek uzkarsēts (temperatūra pārsniedz 150 līdz 200 °C) un saspiests (1500 bāru). Tas izraisa dziļas fizikālas un/vai ķīmiskas pārmaiņas. Sākotnējā iezis var būt nogulumiezis, vulkānisks iezis vai cits vecāks metamorfs iezis. Metamorfisma intensitāti raksturo temperatūras un spiediena apjoms (metamorfožu pakāpe) — no zema līdz augstam, kā arī to, vai galvenokārt iedarbojas tikai karstums (kontakta metamorfisms) vai gan karstums, gan virzieniska (direkcionāla) spiediena deformācija (reģionālais metamorfisms).

Īpaši svarīga loma metamorfozes procesā ir arī šķidrumiem (hidrotermālie šķīdumi), kas var pārnēsāt ķīmiskās vielas un veicināt jaunu minerālu kristalizāciju vai elementu pārkārtošanos. Fizikāli šie procesi ietver minerālu pārkristalizāciju, jaunu minerālu izaugšanu un minerālu pārorientāciju tā, ka veidojas folijācija (plakanu minerālu kārtu izkārtojums), slāņainība vai biezas joslas (gneisa kažoks). Chemically, notiek ķīmiskas reakcijas starp minerāliem un šķidrumiem, kas var izraisīt jaunu minerālu veidošanos atbilstoši jaunajiem T–P apstākļiem.

Zem Zemes virsmas vienmēr ir lielāks spiediens un augstāka temperatūra. Kalnu ķēdes vai vulkāna saknē šie spēki ir pietiekami, lai mainītu slāņa formu un minerālus, no kuriem tas sastāv. Nogulumieži, kas bijuši šādu spēku tuvumā, bieži izskatās tā, it kā tos būtu savērpis milzis un karsējis virs uguns. Atkarībā no apstākļiem rezultātā var rasties ļoti dažādas struktūras — no smalkas šķembu šķeldas (slāņainības) līdz rupjākām joslām un grodām.

Metamorfie procesi parasti iznīcina jebkādas fosiliju, kas varētu būt bijušas šajos iežos, jo minerālu pārkristalizēšanās un ķīmiskās pārmaiņas iznīcina organiskās struktūras. Tomēr zema pakāpes metamorfisms dažkārt var saglabāt daļēju fosiliju vai to iespiestu atspoguļojumu. Visbiežāk gan — īpaši augstās pakāpēs — fosilijas tiek zaudētas.

  • Marmors ir metamorfs iezis, kas veidojies no kaļķakmens.
  • Šīferis ir metamorfs dūņakmens vai slāneklis.
  • Kvarcīts ir metamorfēts smilšakmens.

Bez minētajiem piemēriem ir arī daudz citu metamorfu iežu veidu: gnais (no granīta vai smagākiem minerālu maisījumiem) ar izteiktu joslu slāņojumu, šķiedrainie vai lokānainie slāņainie šisti, amfibolīti, serpentīnīti, kā arī augsta spiediena ieži kā eklogīti vai ultraugsta spiediena (UHP) ieži ar koesītu un dimantiem. Metamorfu iezis raksturo ne tikai minerālu sastāvs, bet arī tekstūra — folijācija, slāņainība vai homogēna, nefoliēta struktūra.

Indikatoru minerāli (t. s. index minerals) palīdz noteikt metamorfisma pakāpi un apstākļus. Piemēram, garnets, staurolīts, kyanīts un sillimanīts norāda uz konkrētām temperatūras/spiediena zonām. Metamorfu facies (piemēram, zeolīta, prehnīta–pumpura, glaucofāna, granulīta u. c.) apraksta tipiskos minerālus, kuri veidojas noteiktos T–P apstākļos, un to izmanto ģeologi, lai rekonstrueētu iežu veidošanās vēsturi.

Kā atpazīt metamorfus iežus laukā:

  • Folijācija vai slāņainība — plakanie minerāli (piem., mīkstāki slāņi šīferim) izlīdzinās perpendikulāri virzieniskam spiedienam.
  • Cietība un reakcija ar skābi — marmors (kalcīts) reaģē ar sālsskābi (fizz), kvarcīts ir ļoti ciets un nešķīst skābē.
  • Redzami jauni minerāli — garneta prizmas vai lieli fenu kristāli var norādīt uz metamorfismu.
  • Joslu vai krāsu maiņa — gneisos ir redzamas skaidras tumšu un gaišu minerālu joslas.

Metamorfie ieži ir nozīmīgi gan zinātniski, gan ekonomiski. No tiem iegūst būvmateriālus (marmors, kvarcīts), dekoratīvos akmeņus, abrazīvus materiālus (garnets) un dažkārt arī rūdas lādiņus, jo metamorfisms var koncentrēt metālus. Zinātniski tie sniedz informāciju par reģiona deformācijas vēsturi, kalnu veidošanos un Zemes iekšējo temperatūras–spiediena attīstību.

Kopsavilkumā — metamorfie ieži rodas, kad esošie ieži tiek pārvērsti jaunos minerālajos un teksturālajos stāvokļos, reaģējot uz mainītu temperatūru, spiedienu un ķīmisko vidi. To izpēte ļauj izprast Zemes dinamiku, reģenerēt ģeoloģiskās vides pagātni un izmantot šos materiālus ikdienā un industrijā.