本区古老岩系，基本上经受了两种变质作用类型：第一种是高温—高中温区域变质作用类型，也是最主要的一种；第二种是区域动力变质作用类型。前者呈大区域面状分布，显示热流中心；后者呈带状分布，局部出现。
一、高温—高中温区域变质作用
如前面有关章节中所述，本区古老表壳岩与伴生的大量深成花岗质岩体，都经历了这种变质作用，变质相比较简单，只包括高温麻粒岩相和高中温高角闪岩相及其过渡类型。变质相的界线常是过渡的，未见有明确的截然的分界。
在沂水幅中、北部和高桥幅南半部的范围内，沂水岩群表壳岩以及侵入其中的马山岩体、雪山岩体、蔡峪岩体与大部分牛心官庄岩体都经受了高温二辉麻粒岩相—角闪麻粒岩相的区域变质作用；其中心大致位于石山官庄变质岩石组合以及马山岩体与雪山岩体为中心的范围，这是一个高热流地带，大体上也是一个穹隆的中心。其南部林家官庄变质岩石分布区及其伴生的英灵山岩体和林家官庄岩体所在的位置，变质相以麻粒岩相—高角闪岩相的过渡类型为主。其东南部（外围）主要以高角闪岩相为主。在高桥幅北下庄变质岩石组合分布区亦以过渡类型为主，再向北和东部则以高角闪岩相为主。这种以麻粒岩相表壳岩和紫苏花岗岩组成的穹隆体，在本区具有特殊意义。
二、区域动力变质作用
该变质作用的范围主要是指出露于沂水幅北部和高桥幅南部呈NE—NEE向（少数为NW向）的线形韧性剪切带；其延长达几百米，宽几米至几十米不等。岩石经区域韧性剪切作用后常产生糜棱岩化而形成各种糜棱岩和似条带状混合岩化岩石。这种变质为退化变质，变质相主要为角闪岩相，少数为绿片岩相。