Свойства магнита известны с очень давних времен. Китайские путешественники 3000 лет тому назад брали с собой фигурку, стоящую на палубе легкой лодочки, в которой был скрыт магнит. Пущенная в миску с водой, она указывала направление на север. В Европе первый компас был построен более 600 лет назад итальянцем Флавио Джойо, заимствовавшим его идею у арабов.
Обладавшие богатым воображением древние греки думали, что на полюсе высится магнитная гора, притягивающая к себе конец магнитной стрелки. По их легендам, мореплаватели, неосторожно приближаясь к этой горе, погибали, потому что притяжение гигантского магнита вытаскивало гвозди из деревянного корабля, и он рассыпался.
Но в XVI в. знаменитый физик Джильберт на опыте выяснил причину того, что стрелка компаса показывает всегда одним концом на север. Он сделал из магнитного железняка модель земного шара. Она была круглым магнитом, имевшим два полюса. Помещая на его поверхности маленький, компас, Джильберт нашел, что стрелка всегда указывала одним концом на северный, а другим на южный полюс модели, т. е. вела себя так же, как и на поверхности земного шара. Отсюда он сделал вывод, что Земля — огромный шарообразный магнит, имеющий два полюса — северный и южный, которые притягивают концы магнитной стрелки.
Однако магнитные полюсы земного шара не совпадают с географическими. Поэтому направление магнитной стрелки компаса всегда составляет некоторый угол с географическим меридианом (т. е. с линией север-юг), называемый склонением магнитной стрелки.
Это явление было открыто еще Христофором Колумбом во время его путешествия в Америку.
Если магнитная стрелка не подперта на острие, как в компасе, а вращается на горизонтальной оси, она в любой точке северного полушария наклоняется концом, указывающим на северный полюс, вниз, составляя некоторый угол с горизонтальной плоскостью, который называется наклонением. Наклонение и склонение для одного и того же места не всегда остаются постоянными: они немного меняются в течение суток и в течение года, на них влияет количество солнечных пятен, вызывающих иногда такие сильные отклонения магнитной стрелки от нормального положения, что это явление называют магнитной бурей. Однако в среднем для каждого места существуют определенные средние величины склонения и наклонения. При перемене же места на земной поверхности склонение и наклонение магнитной стрелки постепенно изменяются. Путешественник, отправляющийся далеко на север, наблюдает очень интересные явления в поведении магнитной стрелки: наклонение ее все увеличивается, и на самом магнитном полюсе подвешенная магнитная стрелка станет вертикально.
Однако известны районы, где при незначительном переходе в несколько километров магнитная стрелка резко меняет свое направление, и компас может только сбить с верного пути. Это явление носит название магнитной аномалии.
Сильнейшая из известных магнитных аномалий была открыта во второй половине прошлого века в некоторых районах Курской области. Местным жителям давно было известно, что в районе Щигров, Старого и Нового Оскола, Белгорода и Кочетовки нельзя пользоваться компасом, стрелка которого указывает самые невероятные направления. Об этом знали также инженеры и техники, работавшие там по проведению дорог, но никто из них не отдавал себе отчета в значении этого замечательного явления.
Во второй половине прошлого столетия на территории России производились систематические магнитные наблюдения, и тогда обратили внимание, что показания магнитных приборов в двух точках Курской губернии резко отличаются от показаний в других местах той же губернии.
Через 15 лет в районе Белгорода нашли точки, где аномалия была еще больше. Когда опубликовали результаты этих изменений, они возбудили большой интерес. Русское географическое общество организовало под руководством директора Парижской обсерватории Муро наблюдения, которыми была обнаружена сильная аномалия на значительном протяжении.
Тогда многие заинтересовались причиной необычайной аномалии.
Всем известно, что отклонение магнитной стрелки от нормального положения можно произвести искусственно, положив вблизи нее кусок железа или магнитного железняка; он будет оттягивать в свою сторону один конец стрелки и делать неправильными показания компаса. Стрелка отклоняется также, как это доказал еще в начале прошлого века Ампер, действием преходящих вблизи электромагнитных токов. Поэтому аномалию под Курском можно было объяснить как притяжением магнитных масс, так и электромагнитными токами в земной коре.
Разрешить этот вопрос удалось в начале текущего века московскому профессору Эрнесту Лейсту.
Сын бедного ревельского ремесленника Лейст должен был унаследовать ремесло отца, но он не хотел примириться с этим. Сдав экстерном курс гимназии в том возрасте, когда уже кончают высшее учебное заведение, он стал студентом. Учась и работая одновременно, он блестяще окончил университет, получив за работу по математике золотую медаль.
С начала 80-х годов Лейст работал в Москве сперва физиком метеорологической обсерватории, потом профессором Московского университета. Он увлекался изучением земного магнетизма. Узнав о существовании замечательной магнитной аномалии под Курском, он с жаром принялся за исследование этого явления. В течение ряда лет каждый год во время каникул он уезжал туда и вместо отдыха бродил с инструментом в ящике за плечами по лугам, лесам и крестьянским межам. Крестьяне принимали его за землемера и надоедали просьбами об обмере участков, полиция подвергала аресту и требовала объяснений. Ночевать приходилось в крестьянских избах, питаться — одним молоком и черным хлебом. Но через несколько лет такой, работы Лейст нашел множество точек, в которых магнитная стрелка сильно отклонялась от нормального положения. Он произвел измерения более чем в 4500. точках. На каждое такое наблюдение нужно было затратить несколько часов, и, кроме того, оно требовало последующей обработки.
Лейсту удалось установить, что существуют две линии сильнейших магнитных возмущений: одна проходит через Щигры, Коробково, Новый Оскол, другая через Кочетовку, Белгород, Волчанск. Помещенный на восток от этих линий аномалии компас отклоняется одним концом на запад, а при переходе на другую сторону ее тот же конец стрелки оттягивается на восток. Если же магнитная стрелка вращается на горизонтальной оси, то на линии аномалии она становится вертикально.
Размышляя над причиной этого явления, Лейст пришел к выводу, что ее нельзя объяснить электрическими токами в земной коре, потому что они недостаточно сильны и непостоянны, завися от распределения дождевых вод, температуры и влажности почвы и воздуха и других причин. Поэтому он считал, что отклонение магнитной стрелки вызывается наличием под земной поверхностью магнитных масс.
Но и магнитные массы могут быть трех родов. Известны местности, где магнитные аномалии вызываются массивами вулканических горных пород. На это явление обращали внимание ученые, начиная с XVI столетия, и установили, что массивы базальта, диабаза, диорита и других горных пород в некоторых случаях могут, влиять на направление магнитной стрелки. Такие явления известны в Англии, Шотландии и Ирландии. На Урале в Билимбаевской даче также была известна магнитная аномалия, вызываемая вулканическими породами.
Отклонения магнитной стрелки наблюдались и вблизи горных цепей. Так, на южной стороне Гималайского хребта магнитная стрелка отклоняется от нормального положения на 2° влиянием массива гор.
Причина магнитных свойств некоторых массивов изверженных горных пород и горных хребтов остается неясной: одни видят ее — когда речь идет об изолированных скалах — в ударах молнии, другие считают причиной магнитных свойств горных пород электрические токи, распространяющиеся в среде с различной электропроводностью.
Наконец, были известны случаи, когда магнитная аномалия вызывалась залегающими под поверхностью земли скоплениями железных руд. Из них сильными магнитными свойствами обладает магнитный железняк, более слабыми — магнитный колчедан. В Швеции, начиная с 1900 г., производились систематические наблюдения показаний магнитной стрелки в тех местностях, где искали железную руду, но в дореволюционной России о них не знали.
Изучая магнитную аномалию под Курском, Лейст пришел; к заключению, что наблюдаемые отклонения не могут быть вызваны сравнительно слабыми магнитными притяжениями горных пород, а только массами магнитного железняка, залегающего на большой глубине под поверхностью земли.
Весть о подземных «железных хребтах» произвела необычайный шум. Собственники имений засыпали Лейста вопросами, нет ли руды на их участках. Качалась спекуляция землей. Даже земство заинтересовалось железной рудой под Курском и отпустило средства на разведочное бурение.
Лейст указал точку, где нужно заложить буровую скважину. Однако у него не было достаточно данных, чтобы безошибочно указать место для скважины. Пробурили более 300 м, а руды нет. После этого уже никто не хотел верить в «подземные хребты» железной руды под Курском. Геологический комитет также считал, что там не могут быть скопления магнитного железняка.
В 1918 г. Лейст уехал лечиться за границу и взял с собой для дальнейшей обработки материалы своих наблюдений.
К сожалению, он там умер, и все результаты его трудов для нас были потеряны. Но в Москве осталось общее описание его работы, без указания на карте положения отдельных точек, где были произведены измерения.
Владимир Ильич Ленин сразу же обратил внимание на необходимость немедленного разрешения загадки Курской магнитной аномалии. Железная руда под Курском могла нам очень пригодиться: намечалась постройка машиностроительных заводов, новых железных дорог, громадных электростанций, нужно было строить тракторы, танки, самолеты. Значит понадобится железо, и хотя его много на Урале, в Кривом Роге, на Керченском полуострове и в Сибири, но новое крупное месторождение в самом центре Европейской части Советской республики не было лишним.
Летом 1919 г. экспедиция разведчиков выехала из Москвы в Курск. Но проехать туда было не легко: везде фронт, н пропускают вагон; кое-как добрались до Курска и дальше в Щигры. Там в широких долинах рек, в глубине оврагов, на просторах степных пространств и в чаще лесов разведчикам предстояло отыскать пункты, где проявляется загадочная сила, действующая на магнитную стрелку.
В распоряжении разведчиков не было специальных приборов — магнитометров, которыми располагал Лейст, но они взяли с собой морские компасы. Эти приборы также позволяли измерять с достаточной точностью силу, отклоняющую магнитную стрелку в местах, где наблюдается магнитная аномалия. Там же летом разведчики успели сделать наблюдение в 443 точках, но затем, в связи с передвижением фронта, пришлось приостановить съемку, которая была возобновлена, как только стало возможно.
Для магнитометрической съемки на обследуемой местности намечали правильную сеть точек; в них измеряли величину магнитной аномалии. Точки наносили на план и соединяли те из них, которые имеют одинаковое значение аномалии. На плане получались замкнутые кривые. Там, где было наибольшее отклонение стрелки, должна была залегать руда. Определив эти точки, можно было без ошибки наметить место для бурения скважины.
Магнитный железняк — очень тяжелая руда. Его удельный вес вдвое более удельного веса горных пород. Поэтому присутствие его под поверхностью земли можно открыть также особым прибором — гравитационным вариометром, основанным на принципе крутильных весов, впервые описанных физиком Кавендишем.
На обследуемом участке измеряют гравитационным вариометром силу тяжести и направление притяжения в разных точках. Потом их наносят на план, и соединяют точки с одинаковым напряжением тяжести. На плане получатся кривые линии, которые покажут расположение притягивающих масс.
С 1922 г. в районе Курской магнитной аномалии стали производить и такую съемку. Она также указала на присутствие тяжелых масс под землей.
В 1921 г. данных съемки было достаточно, чтобы начать бурение в окрестностях г. Щигры, где притяжение магнитных масс превосходило в три раза притяжение на северном магнитном полюсе земли. Там и заложили буровую скважину.
Работа оказалась не из легких. Горные породы, которых достигла скважина, были очень тверды. Долото настолько намагнитилось, что удерживало своим притяжением тяжелые куски железа, и, казалось, вот-вот покажется руда. Но побурят с месяц, поднимут инструмент, — оказывается не скважина углубилась, а долото истерлось. Пришлось перейти на алмазное бурение.
Через 2 года после заложения скважины разведчики добрались до кварцитов, содержащих магнитный железняк. В этом пункте руда лежала на глубине 162 м. Так была разрешена загадка. Курской магнитной аномалии совместными усилиями геологов, физиков и инженеров.
Открытие залежи Курской магнитной аномалии было первым в мире нахождением железной руды магнитометрическим способом на такой большой глубине. Оно дало сильный толчок к развитию поисков руд при помощи геофизических методов, основанных на использовании магнитных свойств горных пород, на притяжении тяжелых масс или изучении волн сотрясения в земной коре при взрывах и на прохождении электрического тоска.
Было время, когда руды находились только случайно бродившими по горам и лесам охотниками, при проведении глубоких каналов и выемок, иногда даже крестьянами, распахивающими землю под посев, или старателями.
С развитием знаний о строении земной коры поиски руд стали вести систематически, отыскивая выходы рудных залежей по обломкам в русле рек и ручьев, по осадкам (шлихам) в ковше при промывке песков и по различным минералам и горным породам, указывающим на близость рудных жил.
Но в наше время в руках разведчиков оказались замечательные приборы, которые, оставаясь на поверхности земли, указывают на скрывающиеся в недрах скопления масс, отличающихся от окружающих горных пород плотностью, магнитными свойствами или электропроводностью. Они дают возможность определять пункты для разведочного бурения так, чтобы скважина безошибочно встретила эти скопления. Резко отличаясь от окружающих горных пород, скопления могут быть рудой, каменной солью или нефтьсодержащими пластами, но одновременное геологическое изучение местности позволяет заранее предвидеть, какое полезное ископаемое будет встречено буровой скважиной. Особенно важны эти поиски в культурных местностях, где уже трудно рассчитывать на случайные находки руд.
Советские поисковики несколько лет продолжали бродить с инструментами по лесам, полям и лугам Курской области. Там они проследили узкие, длинные полосы, на которых сила, притягивающая вниз магнитную стрелу, была наибольшей, и нанесли их на карту. Таких полос было две: восточная, проходящая через Щигры и Новый Оскол, и западная — через Белгород и Кочетовку.
Восточная была прослежена инструментом от Щигров до селения Теплый Колодезь и далее, где она разбивалась на две: одна идет на юго-восток к г. Новый Оскол, другая — к селам Салтыкове и Волоконское, также вытянувшись в юго-восточном направлении. В районе Нового Оскола полосы опять разветвляются, и далее к станции Валуйки магнитная аномалия постепенно затухает. Длина этой полосы около 200 км. Гораздо менее была разведана полоса магнитных аномалий, проходящая к западу через Белгород и Кочетовку. Она имеет около 60 км в длину, но зато гораздо шире восточной.
Прекратившиеся в 1925 г. съемки и разведки были по распоряжению правительства снова возобновлены в 1930 г. С 1930 по 1935 г. (в дальнейшем разведки производились в меньших размерах) было пройдено более 300 разведочных буровых скважин. Они проходились поперек полосы аномалии и вдоль ее на юго-восток от г. Щигры до Старого Оскола. Эти скважины показали, что к юго-востоку от Щигров до Старого Оскола залегают приблизительно одни и те же кристаллические горные породы, заключающие также пласты железистых кварцитов. Но наклон (падение) их далее на юго-восток становится более крутым, и в некоторых районах пласты даже стоят «на головах», т. е. вертикально. Поэтому, несмотря на большое число буровых скважин, не удается проследить непрерывность их залегания, так как буровой скважиной трудно попасть в вертикальный пласт.
Разведочные скважины доказали, что во всех пунктах, где сила, притягивающая вниз конец магнитной стрелки, была наибольшей, под горизонтальными осадочными породами имелись выходы наклонных или вертикальных пластов железистых кварцитов.
Наибольший интерес для разведок представлял район от села Коробково до Старого Оскола, где от второй полосы отходит третья у дер. Лебеди, а оттуда — четвертая, загибающаяся опять на северо-запад к Ястребовке.
В этом районе складки изгибались, и выход железистых кварцитов под осадочными отложениями на поверхность древнейших пород занял очень широкую площадь, поэтому его легко было разведать с помощью буровых скважин.
На этот раз не ограничились только бурением, а заложили и прошли две разведочные шахты, чтобы добыть достаточное количество руды для испытаний.
Железистые кварциты месторождения Курской магнитной аномалии представляют собой тонкие прослойки зерен кварца и магнитного железняка. По строению (текстуре) они аналогичны тонкослоистым железистым кварцитам (джеспилиты) месторождений Кривого Рога и Верхнего Озера в Северной. Америке.
Между зернами кварца и магнитного железняка рассеяны зерна других минералов (щелочные ротовые обманки, куммингтонит и др.), в зависимости от которых дают название и железистым кварцитам. Между рудными слоями лежат прослойки слюдяных сланцев, также заключающих в себе, хотя и в меньшем количестве, зерна магнитного железняка и кварца.
Разведками в районе Старого Оскола были найдены и оконтурены не только большие площади железистых Кварцитов, но и крупные залежи богатой руды с высоким содержанием железа. Они находятся к востоку от сел Коробково и Салтыкове, а еще большие залежи далее на восток, возле дер. Лебеди (Лебедки). Толща залежей богатых руд измеряется то несколькими метрами, то доходит до нескольких десятков метров; далее в глубину они переходят в нормальные железистые кварциты. Толщи богатых железных руд, прикрывающие головы пластов железистых кварцитов, состоят из рыхлого бурого мартита (водная окись железа), светлого шпатового железняка (углекислое железо) и зеленоватого минерала хлорита. Отличаясь по составу от железистых кварцитов, руда по слоистому строению (текстуре) очень похожа на них и с глубиной постепенно переходит в железистые кварциты. Богатая руда произошла в результате процессов выветривания верхних зон железистых кварцитов и вторичного обогащения.
Богатая руда содержит в среднем 54—57% металлического железа, т. е. превосходит руды горы Магнитной. В железистых кварцитах среднее содержание металлического железа составляет около 33%.
Залежь богатой руды у дер. Лебеди занимает около 2,5 км2 при мощности около 30 м. У дер. Коробково площадь залежи этой руды около 0,75 км2 при мощности в 12 м. К востоку от дер. Салтыково залежь имеет вид узкой полосы длиной 1,5 км и мощностью около 14 м.
К концу второй пятилетки запасы богатой руды в районе только Старого Оскола (Салтыковский, Сретенско-Лебединский, Коробковский и Стойленский участки) разведочным бурением определились в таком количестве, которого хватило бы, чтобы 50 раз опоясать земной шар железнодорожным путем из тяжелых рельсов.
На основании же данных геологического строения района Курской магнитной аномалии можно считать, что запасы железистых кварцитов этого месторождения составляют не менее 200 млрд. т с содержанием в нем около 66 млрд. т металла.
Эти цифры говорят о том громадном значении, которое будет иметь месторождение Курской магнитной аномалии для металлургической промышленности нашей страны.
Особенно интересно отметить, что найденные разведками запасы железной руды в районе Курской магнитной аномалии, как показывает расчет, могут оказать на магнитную стрелку только около ¼ того влияния, которое наблюдается в ее районе. Отсюда можно заключить, что под железистыми кварцитами могут оказаться мощные магнитные массы, быть может, чистого магнитного железняка (хотя еще такие залежи и не известны).
Исследуя залегание железной руды в различных зонах земной коры, ученые нашли, что в истории Земли существовали железорудные эпохи, для которых было характерным осаждение железных руд в громадных количествах на дне болот и мелких морей, и безрудные, в течение которых осаждение происходило лишь в небольших размерах.
Как показали геологические исследования, наиболее энергично шло образование осадков соединений железа в те эпохи, когда начиналось длительное наступление моря, заливавшего огромные пространства суши, или же когда море начинало отступать в связи с образованием горных хребтов.
Таких железорудных эпох в жизни Земли насчитывается около десяти, но количества железа, отложившегося в течение каждой из них, были очень различны.
Из известных в настоящее время мировых запасов железных руд, определяемых в 600 млрд. т, более 500 млрд. т отложились в докембрийское время, среди осадочных пород, превратившихся впоследствии в кристаллические сланцы. В тот период, отделенный от нас несколькими сотнями миллионов лет, существовали очень благоприятные условия для накопления соединений железа на дне болот и морей. Суша состояла главным образом из горных пород, которые образовались при застывании расплавленной магмы, внедрившейся в земную кору или излившейся на ее поверхность. Эти горные породы очень богаты минералами, содержащими железо.
Горы и равнины того времени не были столь прикрытыми, как в наше время, слоистыми отложениями осадочных горных пород и растительным покровом. Жаркие лучи солнца нагревали поверхность их до высокой температуры. Охлаждаясь ночью, она покрывалась трещинами, куда проникали воздух и вода. Растворенные в воде кислород, угольная и серная кислоты действовали на минералы, заключавшие, железо, разрушая их и извлекая железо. Дождевые потоки и вода тающего снега проникали в трещины, растворяли эти соединения железа и уносили их в обширные болота.
В воде болот водоросли поглощали углекислоту из углекислых соединений железа; гуминовые кислоты, получающиеся при гниении водорослей, также вступали в химические соединения с железом; гуминовые соединения железа поглощались «железными бактериями», выделявшими водную окись железа. В результате сложных химических реакций в болотах осаждались различные коллоидальные соединения железа (гели), которые в дальнейшем постепенно превращались в различные виды водной окиси железа — красный турьит, бурый лимонит и др. Эти болотные железные руды, так же как и в наше время, отлагались на дне в виде рыхлых, землистых масс. Облекая концентрическими слоями песчинки, в виде гороховой или бобовой руды, наконец разъедая клеточки подводных растений и замещая их, бурый железняк образовывал ветвистые рудные заросли на дне болот.
Реки, впадавшие в озера и моря, тоже приносили с собой большие количества соединений железа. Попадая в застойные, мелкие участки моря, где скоплялось большое количество органических веществ, эти соединения вступали в химические реакции с ними, и на дне моря также отлагались руды красного и шпатового железняка. Этот осадок часто имел форму оолитов, похожих на икру скоплений мелких круглых зерен руды.
В наше время в воде современных рек также всегда есть некоторое количество раствора соединений железа, а под тропиками содержание их доходит иногда до 9%. Громадные количества «черной» содержащей железо воды приносят в Амазонку ее притоки, протекающие через болотистые тропические леса. Такая вода попадает в океан, и при встрече с солеными водами из нее выпадает осадок окислов железа, окрашивающий ил в буровато-красный цвет. Количество выносимых Амазонкой окислов железа так велико, что она в течение 176000 лет могла бы отложить столько же железа, сколько его содержится в крупнейшем из месторождений осадочных железных руд Северной Америки.
Если в наше время, когда поверхность суши покрыта мощными толщами бедных железом осадочных пород, возможны такие накопления железистых осадков, то в докембрийский период они были во много раз больше и образовывались быстрее. Тогда же отложились и скопления железной руды, образовавшие месторождение Курской магнитной аномалии.
В докембрийский период нынешняя Курская область была покрыта морем, на дне которого осаждались приносимые реками и образующиеся в результате прибоя волн продукты разрушения горных пород — щебенка, песок и ил.
Отложения накопились в виде мощных толщ ила, из которых впоследствии образовались подстилающие железистые кварциты слои сланцев. Затем в районе Курской магнитной аномалии наступил благоприятный период для образования железистых минералов, которые осаждались в виде огромной толщи (мощность около 200 м) и были сверху прикрыты глинами и пластами известняков, образовавшихся из слою известковых раковин, микроскопических корненожек, более крупных фузулин и моллюсков.
В конце докембрийского периода дно моря на месте Курской магнитной аномалии стало изгибаться под действием горообразовательных сил, смявших в складки отложившиеся на его дне пласты. Мощные слои горных пород при этом ломались, быть может даже выдвигаясь над уровнем моря в виде скалистых горных хребтов. В образовавшиеся трещины устремлялась из недр земли огненножидкая магма.
Слои глины, песка, железистых осадков и известняка при изгибании пластов подвергались огромному давлению, а внедрившаяся среди них расплавленная магма нагревала их до высокой температуры. Под действием давления и нагревания эти породы изменили свою структуру и сложение. Песок и железистые осадки превратились в железистые кварциты, глины — в кристаллические сланцы, а известняки стали похожими на мрамор.
Так образовались подстилающие железистые кварциты хлоритовые и слюдяные сланцы и покрывающие их сланцы и кристаллические известняки.
Эти измененные — метаморфизованные — породы и слагали горный хребет, проходивший в докембрийский период там, где теперь находятся Щигры, Старый Оскол и станция Валуйки.
Но под влиянием процессов выветривания горные породы хребта стали разрушаться. От поверхности скал отслаивались и отрывались щебенка и камни, уносимые потоками дождевых вод в реки, которые увлекали этот каменный материал в далекое море, отлагая его в виде песка и ила. Из года в год в течение миллионов лет продолжалась эта работа, пока возвышавшиеся над равниной массивы гор не были срезаны и горная страна не превратилась в равнину.
Но поверхность этой равнины не совпадала с плоскостью слоев, а срезала их под разными углами. Иногда пласты кристаллических сланцев имели даже вертикальное положение, а между ними были зажаты и слои железистых кварцитов.
Медленные колебания Русской равнины продолжались, а район Курской магнитной аномалии стал снова опускаться и покрываться водами наступавшего с северо-запада моря. Над поверхностью нахлынувшего моря остались только в виде островов немногие сохранившиеся от горных хребтов небольшие возвышенности и вершины. В этом море плавали моллюски — спириферы, которые характерны для девонского периода. Умирая, они падали на дно, и их твердые, известковые раковины покрывались илом, слои которого с течением времени превращались в пласты глин.
Воды девонского моря покрыли всю площадь к северу от села Коробково и Старого Оскола, отложив на горизонтальном срезе кристаллических пород слои жирных сланцеватых глин, мергеля и известняка.
В начале следующего каменноугольного периода жизни Земли площади к северу от Коробкова были приподняты и стали сушей, а море залило равнину к югу от Нового Оскола.
В водах этого моря появились уже другие моллюски (продуктус) и родственники микроскопических корненожек — фузулины — с удлиненными раковинками, из которых сложились огромные толщи известняков.
На кристаллических породах в районе Нового Оскола и к югу от него были отложены плотные глины, глинистые сланцы и известняки, заключающие в себе окаменелости, характерные для каменноугольного периода.
В конце каменноугольного периода вся территория Курской магнитной аномалии была приподнята и стала опять сушей.
Эти поднятия и опускания носили характер вертикальных колебаний и происходили очень медленно, не нарушая горизонтального залегания отложившихся на кристаллических породах пластов глин, сланцев и известняков.
В начале каменноугольного периода, когда кристаллические горные породы в районе сел Коробково и Лебеди не были покрыты водами моря и выходили на дневную поверхность, воздух и поверхностные воды действовали на железистые кварциты верхних зон. Началось замечательное превращение железистых кварцитов в богатую руду: сперва зерна магнитного железняка превращались в мартит; позднее кварциты стали замещаться осаждавшимся из воды шпатовым железняком, который все более и более разъедал их; слой шпатового железняка становился толще, и, наконец, зерна кварца, а также и мартита заменились полностью шпатовым железняком.
Этот процесс замещения можно проследить, рассматривая под микроскопом кусочки богатой руды на границе с железистыми кварцитами.
Растворы действовали не только на кварц, но и на зерна других минералов, входящих в состав железистых кварцитов. Эти минералы также разъедались шпатовым железняком, занимавшим их место.
Так верхние зоны железистых кварцитов обратились в скопления богатой железной руды, состоящей из зерен мартита и шпатового железняка. Но слоистое строение, присущее железистым кварцитам, из которых образовались эти руды, сохранялось. Богатые руды залегают под отложениями каменноугольного моря, а там, где они отсутствуют, — под более молодыми наслоениями.
В то время, когда территория Курской магнитной аномалии была сушей, текучие воды размывали ее, обнажали докембрийские породы и покрывали их новыми болотными осадками.
Весь район Курской магнитной аномалии оставался сушей до нового наступления мелового мелководного моря, которое снова затопило его. В водах этого мелового моря жили в спиральных раковинах аммониты и плавали похожие на спрутов белемниты, оставившие после себя длинные трубчатые раковины, называемые «чортовым пальцем».
Освободившись на короткий период от покрывавших его вод мелового моря, район Курской магнитной аномалии позднее снова опустился под поверхность его и покрылся новыми отложениями синей и серовато-зеленой глины и мучнистых кварцевых песков.
В эпоху, когда с севера надвинулись на Европу массы льдов, район Курской магнитной аномалии не был покрыт ими, выступая в виде полуострова далеко на север, а когда льды отступили, на его территории началась Энергичная деятельность текучих вод, подготовивших русла современных рек.
Если бы залежи руды под Курском были открыты в дореволюционное время, ее никто не стал бы разрабатывать в те времена выплавка черного металла на всех заводах России не превышала 4,5 млн. т.
В Союзе ССР выплавка черного металла к концу второй пятилетки увеличилась в четыре раза, а на XVIII Съезде партии было решено, что к концу третьей пятилетки выплавка чугуна и стали должна увеличиться еще в полтора раза.
На Съезде было постановлено в третьей пятилетке начать строительство новых шахт и подготовиться к сооружению завода в районе Курской магнитной аномалии.
Расположенное в центре Европейской части Союза ССР месторождение Курской магнитной аномалии может снабжаться коксом из Донбасса или Подмосковного угольного бассейна. К рудам его могут быть применены новые способы прямого получения металла из руды, не прибегая к плавке.
Район Курской магнитной аномалии должен стать центром очень крупной металлургической промышленности нашей страны. Запасы его, если также использовать железистые кварциты, практически неисчерпаемы.
Богатые руды этого месторождения могут или в естественном виде в плавку, а железистые кварциты со средним содержанием железа в 33% — после обогащения. Для этого их нужно дробить и измельчать до такой степени, чтобы зерна кварца и магнитного железняка были отделены друг от друга. Пропуская измельченную в порошок руду через поле сильного электромагнита, можно отделить зерна магнетита от зерна кварца и получить порошок почти чистого магнетита с содержанием более 60% металлического железа.
Этот концентрат различными способами превращают в куски или брикеты, которые могут уже поступать для плавки в металлургические печи.
Опыты такого обогащения железистых кварцитов и плавки концентратов были проведены в полузаводском масштабе с хорошими результатами.
В настоящее время близ села Коробково уже заложен рудник для разработки залежи богатых руд, а близ села Лебеди предположено снять толщу прикрывающих руду горных пород, чтобы начать добычу руды открытыми работами.
Начинающаяся разработка месторождения Курской магнитной аномалии со временем будет иметь большое значение для всех отраслей народного хозяйства нашей страны.
Начнется движение угля из Донбасса к заводу и перевозка руды на южные заводы. Возможна будет разработка железных руд Хоперского района, содержащих примесь фосфора, которые можно плавить в смеси с бесфосфористой рудой Курской магнитной аномалии. Чтобы избегнуть излишних перевозок металла, можно будет построить вблизи Курска машиностроительные заводы. При выборе направления новых железных дорог понадобится принимать в расчет металлургический завод под Курском.
Вот к каким важным для народного хозяйства нашей страны открытиям привело изучение отклонений от нормального положения магнитной стрелки, начатое Лейстом и оконченное нашими разведчиками недр.