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.
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 1/4 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 без рудные, 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, отделенными 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 та/кже 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 134 сверху прикрыты глинами и пластами известняков, образовавшихся из слоев 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.