On the development of kink-bands: A case study in the Westasturian-Leonese Zone (Variscan belt, NW Spain)

Sur le développment des kink-bands : un exemple dans le Zone Asturoccidentale-léonaise (chaîne varisque ibérique, nord-ouest de l’Espagne)

¹ Departamento de Geología, Universidad de Oviedo, Jesús Arias de Velasco s/n, 33005 Oviedo, Spain
² Departamento de Matemáticas, Universidad de Oviedo, 33007 Oviedo, Spain

^* Corresponding author: bastida@geol.uniovi.es

Received: 26 March 2019
Accepted: 15 January 2020

Abstract

A field analysis of kink bands developed in slates from three areas (Grandas, Boal and Luarca areas) of the Westasturian-Leonese Zone (Iberian Variscan belt) is presented. The analysis of the main parameters that characterize the geometry of the studied kink bands shows that those of the Grandas and Luarca areas exhibit a different evolution than those of the Boal area. In this latter area, the interlimb angle of the kink bands has lower values than those developed in the former areas and it involves rotation of the foliation inside and outside the band. In the areas with higher bulk shortening associated with the development of kink bands, chevron folds formed by juxtaposition of kink bands. Slip between folia and their rotation was probably the dominant mechanism in the formation of the kink bands, as deduced from the different values of the angle between the kink plane and the foliation inside (φ_K) and outside (φ) the band, and the occurrence of fractures along the kink planes and small steps between folia cross-cutting these fractures planes. The fractures along the kink planes prevented subsequent hinge migration. Geometrical analysis of kink bands formed by slip between folia and their rotation provides an estimation of the changes in area and thickness, and the strain inside the kink band. For angles of folia rotation ψ < 50°, the ratio between the strain ellipse axes is < 3 inside the band; this ratio is almost independent of the orientation of the kink planes with respect to the foliation outside the band (angle φ).

Résumé

Dans ce travail, on présente une analyse sur le terrain des kink-bands développées dans les schistes de trois zones (Grandas, Boal et Luarca) de la Zone Asturoccidentale-léonaise (chaîne varisque ibérique). L’analyse des principaux paramètres caractérisant la géométrie des kink-bands étudiées montre que ceux des régions de Grandas et de Luarca présentent une évolution différente de ceux de la région de Boal. Dans cette dernière zone, l’angle d’ouverture des kink-bands a des valeurs inférieures à ceux développées dans les premières zones et ceci implique une rotation de la foliation à l’intérieur et à l’extérieur de la bande. Dans les zones où le raccourcissement est plus élevé, des plis en chevron se forment par juxtaposition de kink-bands. Le glissement entre feuilles et leur rotation était probablement le mécanisme dominant dans la formation des kink-bands, comme on peut le déduire des différentes valeurs de l’angle entre le plan de kink et la schistosité à l’intérieur (φ_K) et à l’extérieur (φ) de la bande, et de l’apparition de fractures tout au long des plans de kink et de petites marches entre les feuilles qui se croissent avec ces plans de fracture. Les fractures tout au long des plans de kink ont empêché la migration ultérieure de la charnière. L’analyse géométrique des kink-bands formées par glissement entre les feuilles et leur rotation permet d’estimer la variation de l’area et l’épaisseur, et la déformation à l’intérieur du kink-band. Pour les angles ψ de rotation de folia < 50°, le ratio entre les axes de l’ellipse de déformation est < 3 à l’intérieur de la bande ; ce ratio est presque indépendant de l’orientation des kink-bands par rapport à la foliation à l’extérieur de la bande (angle φ).