Курская магнитная аномалия.



Сегодня десятый урок из цикла «Родной край соловьиный». Поговорим о Курской магнитной аномалии.
Курская магнитная аномалия (КМА) — самый мощный в мире железорудный бассейн. Крупнейший по запасам железа район в мире, по разведанным запасам богатых руд (около 30 млрд тонн) уступает лишь перспективному боливийскому Эль Мутуну (около 40 млрд т.). Расположен в пределах Курской, Белгородской и Орловской областей. Включает Белгородский, Ново-, Старо-оскольский и Курско-Орловский железорудные районы. Протяжённость территории КМА с Ю-В. на С-З. ~ 600 км. при ширине 150-250 км. Общая площадь бассейна 120 тыс, км2. Прогнозные ресурсы неокисленных кварцитов (до глуб.700 м) 856 млрд. т, богатых железных руд (до глуб.1200 м.) 82 млрд. т , в т. ч. разведанные и предварительно оцененные запасы свыше 25 млрд. т. и 30 млрд. т. соответственно. Главные месторождения: Коробковское, Лебединское, Михайловское, Чернянское, Погромецкое, Стойленское, Яковлевское, Гостищенское.
Месторождения разрабатываются открытым (Стойленское, Лебединское, Михайловское) и подземным (Коробковское) способами.
Наиболее известные месторождения:
Лебединское (Губкинский район Белгородской области; разработку месторождения осуществляет Лебединский ГОК, входящий в группу Металлоинвест); Михайловское (Железногорский район Курской области; разработку месторождения осуществляет Михайловский ГОК, входящий в группу Металлоинвест); Стойленское (Старооскольский район Белгородской области; разработку месторождения осуществляет Стойленский ГОК, принадлежащий Новолипецкому Металлургическому Комбинату); Коробковское (Губкинский район Белгородской области); Яковлевское (Яковлевский район Белгородской области); Большетроицкое (Шебекинский район Белгородской области); Погромецкое (Волоконовский район Белгородской области); Новоялтинское (Дмитровский район Орловской области) и др.
КМА приурочена к Воронежской антеклизе Восточно-Европейской платформы; нижний структурный этаж относится к докембрийскому фундаменту платформы, верхний составляют полого залегающие осадочные толщи платформенного чехла. Железные руды приурочены к кристаллическому фундаменту, глубина залегания которого колеблется по преимуществу в пределах 60-650 м. Самые богатые руды связаны главным образом с древней корой выветривания железистых кварцитов, являясь продуктом их окисления и природного обогащения; они состоят в основном из мартита, мелкочешуйчатого гематита ("железной слюдки" и "железной сметаны"), лимонита и сидерита. Богатые руды известны в двух формах залегания: горизонтальные плащеобразные залежи на головах пластов железистых кварцитов и крутопадающие залежи, уходящие иногда на глубину до 500-700 м. Именно эти окисленные руды содержат в себе многочисленные минерализованные трещины и пустоты, являющиеся источником интереснейших и подчас уникальных минералогических находок.
История. История открытия КМА связана с необычным поведением магнитной стрелки под Курском. Впервые на это явление обратил внимание известный учёный-астроном академик П.Б. Иноходцев в 1773 г. Руководя работами по определению географического положения городов центральной части Европейской России, он обнаружил в районе Белгорода и Курска сильную аномалию поля земного магнетизма. Более чем через 100 лет, вторично с загадкой КМА столкнулся приват-доцент Казанского университета И. Н. Смирнов, когда проводил в 1874 г. первую геомагнитную съемку Европейской части России.
В 1883 г. приват-доцент Харьковского университета Н. Д. Пильчиков провел серию наблюдений КМА и обнаружил ее новые районы (в Марьиной и у Прохоровки). И один из первых указал на то, что причина аномалии -- залежи железной руды, за что ему в 1884 году была присуждена Большая серебряная медаль Российского географического общества. В 1898 г. из Парижа был приглашен для участия в исследовании КМА директор геомагнитной обсерватории профессор Муро. Во время магнитных съемок, выполнявшихся Муро, его сопровождал Э. Е. Лейст. Муро через несколько рабочих дней телеграфировал в Париж, что полученные им во время магнитных съемок результаты «переворачивают кверху дном всю теорию земного магнетизма». Муро через две недели съемочных работ вернулся в Париж, а Э. Е. Лейст, проанализировав данные съемок, пришел к твердому убеждению, что КМА связана с громадными залежами железной руды.



Геологи по-прежнему считали, что руды в этих местах быть не может. По Курской губернии распространились слухи о громадных залежах железной руды на территории губернии. Возникла настоящая «железорудная лихорадка». Одни помещики начали продавать свои земли, другие -- их скупать. Земство выделило деньги Э. Е. Лейсту на покупку приборов для магнитных измерений и необходимого оборудования для бурения скважин. Все необходимое было закуплено в Германии. По указаниям Э. Е. Лейста было начато бурение скважины. По его расчетам руда должна была залегать на глубине не более чем 200 м от поверхности Земли. Однако когда бур достиг этой глубины, руды не было обнаружено. Сторонники Э. Е. Лейста отвернулись от него. Земство отобрало у него приборы и бурильное оборудование. Однако, Лейст, будучи твердо уверенным, что аномалия связана с залежами железных руд, несмотря на препятствия и трудности, решил за свой счет во время летних отпусков продолжать съемку. Он хотел оконтурить и понять структуру рудных тел.
Съемку КМА он проводил из года в год в течение 14 лет в июле-августе, когда остальные преподаватели отдыхали. В 1910 Лейст закончил свою наиболее крупную работу по анализу данных магнитной съемки районов Курской магнитной аномалии на основании выполненных им лично 4500 «абсолютных» определений элементов земного магнетизма. Работа была им доложена в Московском институте физики и биофизики. По существу, исследования физической природы Курской магнитной аномалии -- первый научный опыт геомагнитной разведки железорудных залежей в России. В том же 1916 г. он возглавил организованную по его почину Геофизическую комиссию. Весной 1918 г. он вместе с профессором Михельсоном учреждает Московское Метеорологическое Общество и принимает предложение отдела науки Наркомпроса стать консультантом по геофизике.
Многолетняя напряженная работа без отпусков подорвала здоровье Э.Е. Лейста. Летом 1918 г. Советское Правительство направило Э.Е. Лейста на лечение на курорт в Наугейме, но он не успел до своего отъезда в Германию свести данные воедино и построить магнитную карту КМА. Эту работу он предполагал выполнить в Наугейме. К сожалению, смерть прервала его работу. Немцы захватили материалы покойного Э. Е. Лейста и предложили их советскому правительству за огромную денежную сумму. В. И. Ленин обратился к академику П. П. Лазареву и другим ученым с вопросом, смогут ли они организовать за достаточно короткое время новую магнитную съемку в районах КМА. Ответ был положительным. Были организованы экспедиции по проведению съемки КМА. Руководил этими экспедициями П. П. Лазарев, в съемках участвовал профессор МГУ А. И. Заборовский. Была создана особая комиссия (ОККМА), которую возглавил академик И. М. Губкин, выделены немалые по тем временам денежные средства. И 7 апреля 1923 г. из скважины, пробуренной у села Лозовка под Щиграми, на глубине 167 м были добыты первые образцы железной руды. В стране по этому поводу было всенародное ликование. В. В. Маяковский написал две большие поэмы о трудовом подвиге тех, кто осуществил эту работу и о геологическом происхождении руды. Последнее ученым неясно до сих пор. Каким образом в спокойном равнинном районе на небольшой глубине (200--400 м) образовались огромные залежи железной руды, запасы которой превышают запасы всех железорудных месторождений мира вместе взятых. При бурении недалеко от скважины, которую в 1899 году бурили по указанию Э. Е. Лейста, была обнаружена железная руда на глубине 220 м. Всего еще 20 м в дополнение к 200 м надо было пробурить Э. Е. Лейсту для того, чтобы при его жизни были оценены его выдающиеся заслуги по исследованию КМА. В итоге всех исследований, проведенных в двадцатые годы, наметился наиболее перспективный район КМА- Старооскольский, где после детальной геологической разведки в 1931 г. была заложена первая разведочно-эксплуатационная шахта. 27 апреля 1933 г. первый ствол был доведен до руды, а в ноябре 1935 г. первые пять тысяч тонн богатой железной руды были отправлены для пробной плавки в Липецк на металлургический завод. Сороковые и пятидесятые годы ознаменованы усиленным геологическим изучением бассейна КМА. В эти годы открыт целый ряд крупных месторождений, в их числе Яковлевское и Михайловское. Последнее открыто в 1950 г. Львовской геологоразведочной экспедицией. В 1956 был построен первый горно-обогатительный комбинат, который начал добычу неглубоко залегающей руды открытым способом.
Крупнейшее предприятие — открытое акционерное общество «Лебединский горно-обогатительный комбинат (ГОК)» Максимальная ширина карьера Лебединского ГОКа — 5 км, максимальная глубина — 600 м. Карьер дважды внесен в Книгу рекордов Гиннеса. Михайловское месторождение, вокруг которого вырос молодой Железногорск, разрабатывается с 1960 г. Градообразующее предприятие — Михайловский горнообогатительный комбинат. Общие запасы руды — 11 млрд тонн.
Стойленское месторождение разрабатывается с 1969 года открытым способом. Балансовые запасы карьера (по данным на 2011 год): богатая железная руда — 26,3 млн тонн; железистые кварциты — 1,434 млрд тонн.
В ближайшее время на КМА возможна разработка новых перспективных месторождений железной руды:
• Приоскольское железорудное месторождение. Запасы месторождения составляют 45,2 млн т богатых руд и более 2 млрд т неокисленных железистых кварцитов. Лицензию на разработку этого месторождения на аукционе в 2006 году получил Магнитогорский металлургический комбинат. Однако строительство Приоскольского ГОКа пока до сих пор не начато.
• Чернянское железорудное месторождение. Разведанные запасы составляют 1,9 млрд тонн руды с содержанием железа примерно 53 %. Залежи выявлены на глубине 165—200 м. К разработке этого месторождения проявлял интерес Индустриальный Союз Донбасса, который рассматривал месторождение в качестве сырьевой базы для Алчевского металлургического комбината. Однако в 2011 году Федеральное Агентство Роснедра отменило конкурс по определению разработчика месторождения.
Михайловское месторождение Курской магнитной аномалии находится вблизи г. Железногорска Курской области, в 400 км. северо-западнее г. Курска. На площади месторождения вскрыты породы архейского и протерозойского возраста. Архейские породы (за пределами схемы) представлены гнейсами, плагиоклазовыми гранитами и их мигматитами, протерозойские - породами михайловской (условно) и курской серий.
Михайловская серия (мощность до 3 км.) сложена в основном амфиболитами, подчинёнными им кварцитами и метапесчаниками, тальк-карбонатными породами, метадиабазами и серпентинитами. Курская серия представлена нижней песчано-сланцевой свитой мощностью 500-4000 м., средней железорудной, сложенной железнослюдково-магнетитовыми, магнетитовыми и слаборудными кварцитами общей мощностью 500-600 м; верхней свитой, образованной кварцсерицитовыми филлитовидными и углистыми сланцами с прослоями доломитов, общей мощностью около 700 м; курбакинской свитой, представленной метаморфизованными кварцевыми порфирами, их туфами, туффитами, песчаниками и седиментационными брекчиями общей мощностью 4000 м.



Из магматических пород протерозойского возраста установлены плагиограниты и мигматиты (за пределами схемы), залегающие в виде пластообразной залежи на границе архея и протерозоя, и небольшое тело диабазовых порфиритов среди сланцев верхней свиты курской серии у юго-восточной границы месторождения.
В породах осадочного чехла в изобилии встречаются различные виды ископаемой фауны девонского (останки и зубы девонских рыб), юрского и мелового периодов: крупные раковины двустворчатых моллюсков (Griphea, Lopha) аммониты, некоторые виды белемнитов (в изобилии), стволы окаменелого дерева и многое другое. На территории бассейна распространены два промышленных типа руд: осадочно-метаморфизованные железистые кварциты (джаспелиты) и богатые железные руды коры выветривания. Железистые кварциты слагают большую часть пород ср. свиты курской серии нижнего протерозоя. Они перекрыты толщей осадочных палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений мощностью 40-450 м. в Курско-Орловском, 60-240 м. в Старооскольском, 130-250 м. в Новооскольском и 500-700 м. в Белгородском железорудных районах.
Выделяют силикатно-магнетитовые, гематит-магнетитовые и гематитовые железистые кварциты. Это тонкослоистые, мелко- и тонкозернистые породы. Главные минералы: магнетит, гематит и кварц. Среднее содержание Fе в железистых кварцитах 32-37%, в мартитовых и железнослюдково-мартитовых рудах коры выветривания 52-66% с малыми содержаниями вредных примесей.Район КМА характеризуется сложными гидрогеологическим и инж.-геол. условиями. Надрудная толща (глинистые, песчаные и карбонатные породы) включает несколько водоносных горизонтов. В более благоприятных условиях находятся месторождения центр. части, в менее благоприятных - на севере и юго-западе, склонах Воронежского кристаллического массива.
Разработка железистых кварцитов производится с 1952г. шахтой им. И.М. Губкина (комбинат "КМАРУДА"). На карьерах система разработки - с внешним отвалообразованием. Открытым способом разрабатываются месторождения только наиболее богатых руд: Лебединское и Михайловское с 1959-60 гг. и доныне. Добыча руд Михайловского м-ния ведётся с1960 г. в трёх карьерах (Южном, Центральном и Северном), имеющих общую протяженность около 6 км. и ширину около 4 км. Вскрышные работы состоят в снятии осадочного чехла с железных руд шагающими экскаваторами. Затем осуществляется бурение в рудных забоях скважин для взрывных работ и производится взрыв разбуренного блока (100-150 т.), а после отпалки мощный экскаватор ковшом грузоподъемностью 20-25 т. грузит руду на карьерные самосвалы ("Белаз", "Камацу" с грузоподъемностью 120-130 тонн).
Добытая руда по местной железнодорожной ветке транспортируется на ГОК, где обогащается с переработкой в окатыши для металлургических комбинатов.
Крупные запасы аналогичных Михайловским железных руд коры выветривания представлены также в Яковлевском м-нии КМА (35 км. от г. Белгород) и в Саксаганском (Центральном) рудном поле Криворожского железорудного бассейна.
Влияние КМА на природу и человека. Воздействие горного производства на среду - многообразно проявляется в прямом и косвенном воздействии на природные ландшафты. Горное производство способствует уничтожению растительного покрова, возникновение техногенных форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища и пр.), деформации участков земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых). Среди загрязнителей воздушной среды выделяется прежде всего запыленность и загазованность. При разработке рудных месторождений в атмосферу выделяется значительное по видам и объёмам количество газов. В первую очередь это метан (СН4) и сопутствующие углеводороды, а также сернистый газ (S03), углекислота (НСОЗ), окись углерода (СО), сероводород (H2S), радон, азот. Металлургический комплекс на сегодняшний день является самым мощным источником поступления загрязняющих веществ в атмосферу.
На карьерах Курской магнитной аномалии инфильтрация из хвостохранилищ препятствует снижению уровня верхнего водоноса горизонта на 50 м, что приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию прилегающей территории. Отрицательно влияет горное производство и на недра Земли, так как в них захороняют отходы промышленного производства, радиоактивные. В результате деятельности комбината в техногенном массиве накоплено более 300 млн.т. отходов с массовой долей общего железа 25-28%, являющихся, с одной стороны, источником высокой экологической опасности, с другой, - потенциальными ресурсами ценных полезных компонентов. Из-за различия в интенсивности использования водных ресурсов и техногенного воздействия на природные геологические условия в районах КМА естественный режим подземных вод значительно нарушен за счет понижения уровней водоносных горизонтов при осушении месторождений железных руд. В результате водоотлива из водоносных горизонтов юры, девона и докембрия в районе г. Курска сформировалась депрессионная воронка, которая на западе взаимодействует с депрессионными воронками Михайловского рудника, так что радиус депрессионной воронки превышает 100км.
Влияние горнодобывающего комплекса на состояние здоровья населения горнопромышленных районов КМА. В Курской магнитной аномалии напряженность геомагнитного поля Земли достигает 2 эрстеда при фоновом значении 0,45 эрстеда, что почти в 4 раза выше, чем в соседних областях Украины и России. Издавна Курскую магнитную аномалию считали удивительным природным явлением, где на относительно небольшой площади поверхности Земли (160 тыс. км2) отмечаются локальные участки со значительными колебаниями напряженности геомагнитного поля Земли. Ее изучали в основном с целью выявления запасов железорудного сырья и почти никогда не задумывались о влиянии повышенного геомагнитного поля на состояние здоровья человека. Заболеваемость населения гипертонией, ревматизмом и нервно-психическими болезнями на 120-160 % выше, чем районах, не подверженных воздействию геомагнитного поля КМА. На основании эпидемиологического анализа указанными выше исследователями было установлено, что на территории КМА (г. Железногорск) суммарная заболеваемость кишечными инфекциями выше в 2,66 раза (в частности, дизентерией - 1,5 раза, сальмонеллезом - 2,89 раза), чем в других районах Курской и Белгородской .
Аэрозоли железа и его оксиды при длительном воздействии, откладываются в легких и вызывают (разновидность пневмокониоза), бронхиты, начальную стадию эмфиземы, сухой плеврит. Среди рабочих железорудных предприятий со стажем более 10 лет сидероз выявлен в 33% случаев. Не менее опасна для состояния здоровья пыль кремнезема. Растительная биомасса быстро реагирует на различные стрессовые воздействия, на отклонения от оптимума условий существования. Урожайность сельскохозяйственных культур на землях косвенных техногенных нарушений (загрязнение почв, нарушение режима подземных вод) снижается на 10-60 %. Отмечается усыхание древесной растительности. Указанные процессы позволили ученым сделать вывод о деградации природной системы в зоне техногенного влияния Стойленского и Лебединского ГОКов.26 Аналогичные процессы развиваются и на территории Курской области в зоне влияния горных работ на Михайловском ГОКе. Загрязнение и засорение водоёмов приводят к их замелению, уменьшению глубины и скорости течения, увеличиваются потери на инфильтрацию испарение. Возникает проблема чрезмерного зарастания водоёмов жёсткой растительностью и как следствие ухудшается кислородный режим рек, образуется препятствие к проникновению света и тепла, что в свою очередь мешает рыбе передвигаться и находить пищу, ухудшает условия нереста. Всё вместе приводит к существенному сокращению ихтиофауны.




А теперь анекдот:

Немецкий солдат спросил своего фельдфебеля: «Почему немецкие танки «Тигр» никак не могут прорвать русский передний край?».
Фельдфебель ответил: «Здесь проходит Курская магнитная аномалия, и магнит притягивает их к земле».
- А вот русские танки уже далеко в нашем тылу. Почему их магнит не притягивает? – продолжает любопытный солдат.
- Очень просто, - ответил фельдфебель. – Русские танки ходят по своей земле, и на них магниты не действуют.

Видео-версию этого урока можно посмотреть на моем видео-канале на U-tube: Курская магнитная аномалия.





Яндекс.Метрика