В земной коре находятся обильные источники железа. Пироксены, амфиболы, магнетит, пирит, биотит и гранаты — важнейшие минералы и группы минералов, содержащие значительные количества железа. При выветривании этих минералов высвобождается большое количество железа, которое обычно переходит в относительно нерастворимые и устойчивые окиси железа. Небольшое количество железа переносится в растворе поверхностными и подземными водами, но, вероятно, большая часть его перемещается поверхностными водами в виде твердых частиц, включая коллоиды, и органического вещества.
Считают, что железо в растворе существует преимущественно в виде ионов, однако в поверхностных водах оно часто встречается в органических соединениях. Если рН воды ниже 3,0, в ней присутствуют ионы трехвалентного железа Fe3+. При более высоком рН трехвалентное железо может присутствовать в виде комплексного иона. Если величина Eh не очень высока, вода содержит двухвалентное железо. Концентрация двухвалентного железа в подземных водах, вероятно, зависит от растворимости карбоната двухвалентного железа, но все же она составляет 1—10 ч. на 1 млн., если рН = 6 — 8 и если концентрация бикарбоната относительно низка.
Когда подземные воды, содержащие ионы двухвалентного железа, контактируют с атмосферой, может протекать следующая реакция:
Поскольку при взятии проб подземной воды она почти всегда соприкасается с воздухом и для этой реакции необходимо небольшое количество кислорода, последняя всегда происходит в большинстве проб подземной воды, отбираемой для химического анализа. Хотя в результате этой реакции рН несколько снижается, растворимость гидроокиси трехвалентного железа так низка при обычных величинах рН, что большая часть железа в растворе осаждается.
