В подзолистых, болотистых и луговых почвах нередко встречаются железо-марганцевые конкреции – ортштейны. Они образуются в результате накопления и цементации соединений железа и марганца, просачивающихся с грунтовыми водами или осадками.

Ортштейны характеризуют не столько степень заболоченности, сколько контрастность окислительно-восстановительного режима в почве, то есть смену условий с окислительных (когда вода уходит) на восстановительные (при временном затоплении или застое влаги).

В период снижения окислительно-восстановительного потенциала железо редуцируется до Fе(II), а при иссушении окисляется до Fе(III), которое гидролизуется до FеООН. Марганец редуцируется до Mn(II), а в период иссушения окисляется до MnO₂. Таким образом, для образования ортштейнов необходимы выраженные восстановительный и окислительный периоды. Как это происходит в пойменных болотах – период весеннего паводка сменяется меженью (низким уровнем воды).

Ортштейнов мы, правда, не нашли, они округлой формы, размером от песчинки до мелкого ореха (1–10 мм). Для этого надо делать почвенный разрез.

Но нашли роренштейны (ризоконкреции). Их выносит на отмели. Они выглядят и образуются иначе.

Это небольшие железистые трубочки. Они формируются вокруг корней в восстановительных условиях, то есть при затоплении, в переувлажнённых и бедных кислородом (глеевых) почвах. Корни в процессе роста выделяют органические кислоты (щавелевую, лимонную, яблочную и др.), которые растворяют минералы, содержащие железо и марганец. При этом образуются прочный оксалат Fe(II) и непрочный оксалат Mn(II), который быстро вымывается. Таким образом, роренштейны формируются в восстановительной среде во многом за счёт прочных органических комплексов с Fe, а не исключительно за счёт колебаний уровня грунтовых вод (Водяницкий Ю.Н. Соединения железа и их роль в охране почв. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева. Россельхозакадемии, 2010).

А это, скорее всего, озёрная руда.

Это железная руда озёрного происхождения, состоящая из гидроокислов железа с различными примесями (Mn₂O₃, P₂O₅). Содержание Fe₂O₃ достигает 68%. Грунтовые и речные воды выносят закисные формы железа из почв водосбора в озёрную ванну, где в условиях обилия кислорода и деятельности железобактерий происходит массовое осаждение гидроксидов железа. Залегает обычно отдельными участками и полосами в виде пластов, прослоев и линз.

Железобактерии – это бактерии, которые способны к окислению двухвалентного железа Fe²⁺. В зависимости от роли Fe²⁺ в обмене веществ они подразделяются на литоавтотрофные и органогетеротрофные.

• Литоавтотрофные – получают энергию за счёт окисления Fe²⁺. К их числу относятся аэробные облигатно ацидофильные железобактерии, а также анаэробные и развивающиеся в условиях с низким содержанием кислорода нейтрофильные железобактерии. Эти микроорганизмы накапливают в среде трёхвалентное железо Fe³⁺ в виде нерастворимого гидроксида Fe(OH)₃ или (в растворе) в виде сульфата Fe₂(SO₄)₃.
• У органогетеротрофных железобактерий окисление Fe²⁺ происходит в результате взаимодействия с пероксидом водорода, образуемого в процессе жизнедеятельности, и не сопровождается выделением энергии. Большинство таких железобактерий могут окислять наряду с Fe²⁺ двухвалентный марганец Mn²⁺ до четырёхвалентного Mn⁴⁺. При этом отложение Fe³⁺ и Mn⁴⁺ происходит в бактериальных чехлах и капсулах полисахаридной природы. Широко распространены в пресных и солёных водоёмах, болотах, затопляемых почвах. Играют важную роль в осаждении соединений железа и марганца и образовании железомарганцевых конкреций и руд (Дубинина Г.А. Большая российская энциклопедия, 2008).