Количественные соотношения между упомянутыми элементами в ортштейнах зависят от видового состава участвующей в формировании конкреций микрофлоры и господствующего в данных условиях физиологического механизма осаждения железа и марганца на микробных клетках. При наличии большого количества металлорганических соединений трехвалентного железа в почвах и отсутствии или низком содержании двухвалентного марганца будет преобладать накопление железа. Адсорбция микробными клетками железа из его золей также может приводить к накоплению только гидроокиси железа. В бедной органическими веществами среде и при окислительно-восстановительных условиях, обеспечивающих одновременно и переход марганца (но не железа) в подвижное состояние, и возможность его окисления (в определенных микрозонах или очагах почвы), должно преобладать накопление марганца; наконец, в присутствии двухвалентных ионов железа и марганца в почвенном растворе — аккумуляция обоих элементов за счет их окисления микроорганизмами.
С увеличением относительного содержания марганца в конкрециях их размеры возрастают. Конкреции, образованные преимущественно железом, значительно мельче чисто марганцевых. Этот феномен не нашел пока удовлетворительного объяснения. Мы полагаем, что одной из причин данного явления может быть разный механизм накопления упомянутых элементов. Концентрирование железа в почвах обусловлено главным образом минерализацией железоорганических соединений, аккумуляция марганца — окислением его двухвалентной формы. Естественно, что концентрационный эффект второго процесса должен быть выше, чем первого.
Несмотря на то что при условиях существующего в почвах физико-химического режима железо может окисляться чисто химическим путем, в природе господствует процесс его биологического окисления и аккумуляции. Накоплен большой материал по микроструктуре железистомарганцевых конкреций, собранных со дна морей и океанов, из иловых отложений озер и из почв. Во всех изучавшихся новообразованиях обнаруживаются живые или фоссилизированные микробные клетки.
Пo наблюдениям Г.А. Дубининой, в иловых отложениях формирование конкреций представляет собой сложный процесс, при котором локальные восстановление и окисление железа и марганца приводят к перераспределению этих элементов в рудном теле. Помимо микроорганизмов, окисляющих упомянутые элементы, в конкрециях обнаруживаются железоредуцирующие, марганецредуцирующие и сульфатредуцирующие бактерии.
Проведенное нами с помощью метода шлифов изучение структуры микроортштейнов, образующихся в профиле подзолистых почв, показало, что микроконкреции представляют собой не что иное, как покрытые мощными железистыми или железисто-марганцевыми отложениями бактериальные колонии.