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, не 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 тока.
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.
Расположение буровых скважин № 1—19 в восточной полосе Курской магнитной аномалии
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 стрелку, 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 Салтыково 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 роговые 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 км3 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. Салтыкове 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.