Abstract ‘Liesegang patterns’, rinds and bands are commonly observed in nature and form by self-organised periodic precipitation of Fe-oxyhydroxide following a nonlinear reaction-diffusion process. Although strictly Liesegang patterns consist of bands that increase in width with increasing distance from the source of the Fe that precipitated as Fe-oxyhydroxide, regular banded patterns are also sometimes observed that are otherwise similar to Liesegang patterns. However, the detailed process and time scale of regular Fe-oxyhydroxide bands development is still not fully understood. Here we describe an example of regular Fe-oxyhydroxide bands formed within dacite cobbles. Iron that was provided to the outer surfaces of the cobbles by acidic water that diffused towards the cobbles' cores. The spatial distributions of Ca and Fe within the Fe-oxyhydroxide bands across the cobbles show that the rhythmic Fe-oxyhydroxide precipitation was controlled by pH buffering. The width of each band (L) and the expected diffusion coefficient of the rock matrix (D) provide the rate of reaction (V) and allow us to estimate the duration of Fe-oxyhydroxide band formation. A ‘diffusion-reaction cross plot’ implies that the rhythmic Fe-oxyhydroxide patterns formed very rapidly, within an order of 102–103 years, considerably faster than previously estimated. The simplified model can be applied to estimate the reaction time in any similar rock if regular Fe-oxyhydroxide bands are observed.

中文翻译：

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英安岩鹅卵石中的同心 Fe-羟基氧化物带：缓冲化学反应的速率

摘要 “Liesegang 模式”、果皮和条带在自然界中通常被观察到，并通过非线性反应扩散过程后自组织的羟基氧化铁自组织周期性沉淀形成。尽管严格的 Liesegang 图案由宽度随着离作为 Fe-羟基氧化物沉淀的 Fe 源的距离增加而增加的带组成，但有时也观察到与 Liesegang 图案相似的规则带状图案。然而，规则Fe-羟基氧化物谱带发展的详细过程和时间尺度仍未完全了解。在这里，我们描述了在英安岩鹅卵石中形成的规则 Fe-羟基氧化物带的示例。通过向鹅卵石核心扩散的酸性水提供给鹅卵石外表面的铁。Ca和Fe在鹅卵石Fe-羟基氧化物带内的空间分布表明，有节奏的Fe-羟基氧化物沉淀受pH缓冲控制。每个带的宽度 (L) 和岩石基质的预期扩散系数 (D) 提供了反应速率 (V) 并允许我们估计 Fe-羟基氧化物带形成的持续时间。“扩散-反应交会图”意味着有节奏的 Fe-羟基氧化物模式形成非常迅速，在 102-103 年的数量级内，比以前估计的要快得多。如果观察到规则的 Fe-羟基氧化物带，则可以应用简化模型来估计任何类似岩石中的反应时间。每个带的宽度 (L) 和岩石基质的预期扩散系数 (D) 提供了反应速率 (V) 并允许我们估计 Fe-羟基氧化物带形成的持续时间。“扩散-反应交会图”意味着有节奏的 Fe-羟基氧化物模式形成非常迅速，在 102-103 年的数量级内，比以前估计的要快得多。如果观察到规则的 Fe-羟基氧化物带，则可以应用简化模型来估计任何类似岩石中的反应时间。每个带的宽度 (L) 和岩石基质的预期扩散系数 (D) 提供了反应速率 (V) 并允许我们估计 Fe-羟基氧化物带形成的持续时间。“扩散-反应交会图”意味着有节奏的 Fe-羟基氧化物模式形成非常迅速，在 102-103 年的数量级内，比以前估计的要快得多。如果观察到规则的 Fe-羟基氧化物带，则可以应用简化模型来估计任何类似岩石中的反应时间。