Уральская железная промышленность в 1899 году/Глава вторая 1

[761]

Метеорологическая и магнитная обсерватория в Екатеринбурге.
(С фотографии г-на Мюллера).

ГЛАВА ВТОРАЯ

Магнитные измерения, произведенные при поездке на Урал в 1899 г.

I.

Вступительные замечания
Д. Менделеев.

Много внимания обратившие на себя наблюдения над магнитными аномалиями, замеченными в Курской губернии, а особенно неоправдавшиеся надежды встре­тить в тех местах обильные руды железа, вновь направили искателей на выяснение того пути, который с давних пор (особ. шведами) применяется при разведках на месторождения железных руд, а именно на пользование магнит­ной стрелкой, как указателем их присутствия. Но, сколько мне известно, до сих пор далеко нет ещё здесь достаточно полного запаса познаний в отношении к соответствии между величинами магнитных аномалий, количествами руд, их качеством, глубиной залегания, скоплением или рассеянием железных руд и т. п.; действуют лишь ощупью, руководясь только теми соображениями, что руды железа должны влиять на положение магнитной стрелки в природе, если они действуют на магнить в лаборатории. Однако, принимая во внимание хотя бы то обстоятельство, что на железных судах устраняют девиацию или влияние массы железа на компас при помощи известного распределения других магнитов, можно уже полагать, что одно распределение или относительное положeний магнитных руд в недрах земли может нарушить все явление до того, что большие массы руды могут оказывать малое влияние на стрелку, и наоборот, малые, рассеянные и отдаленные рудные массы будут влиять очень сильно. Teopия предмета разобрана ещё в 1877 г. известным упсальским физиком Таленом в Nova Acta Reg. Soc. Sc. Upsal. Ser. III (Sur la recherche des mines de fer a l’aide de mesures magndtiques, par R. Thalén), а из русских учёных проф. Пильчиковым (О магнитных аномалиях. Харьков. 1888 г.), разбиралась Рюккером и др., но предмет настолько сложен, что в нём ещё и поныне не наступило полного уяснения, что зависит, без сомнения, от недостаточности наблюдений в разных местах и обстоятельствах. По этой причине, отправляясь [762]на Урал с моими сотрудниками, я считал полезным произвести несколько возможно точных магнитных измерений в местностях, заведомо богатых железными рудами, чтобы наблюдениями этого рода доставить материал для дальнейшего обследования вопроса о связи между местонахождениями железных руд и магнитными аномалиями, как в склонении и наклонении, так и в напряжении магнетизма. Ближайшим поводом к сему служило то обстоятельство, что в Главной Палате мер и весов, которой я имею честь заведывать, ко времени нашего отъезда на Урал случайно оказался только что полученный от Шасселона (в Париже) превосходный, полный походный магнитометр системы Маскара, приготовлявшийся, но неотправленный, для несостоявшейся полярной экспе­диции, одно время предполагавшейся при участии моём и Ф. И. Блумбаха, раcстроившейся по особым обстоятельствам. Прибор был изучен Ф. И. Блумбахом, инспектором Главной Палаты мер и весов, оказался с отлич­ными качествами и представлял все удобства для быстрых наблюдений, кото­рые одни и могли быть произведены при нашей поездке. Для наблюдений заранее назначалось 4 места на Урале: горы Благодать (около Кушвы), Высокая (около Нижне-Тагильска) и Магнитная (южнее Верхне-Уральска) и Бакальский рудник. Все они заведомо содержат богатые месторождения железных руд, но три первые заключают магнитный железняк, а в Бакалах — бурый же­лезняк. А так как магнитные свойства этих двух сортов руды, как известно, значительно разнятся (магнитный железняк составляет естественный магнит), то мне казалось очень интересным узнать, не отразится ли это различие на местных магнитных аномалиях в одном из элементов, особенно в напряжении магнетизма, определяемом по временам колебания магнита[1]. Если в аномалиях оказалось бы различие, можно было бы надеяться, при накоплении данных, на возможность по местным аномалиям до некоторой сте­пени судить даже о составе руд, производящих аномалии. С другой стороны три избранных пункта с магнитною рудою (Благодать, Высокая и Магнит­ная горы) явно отличаются между собой количественным запасом магнитной руды; а именно, в горе Магнитной его, заведомо, более, чем в остальных двух, а на горе Высокой видимость (полных разведок не сделано) указывает на большие запасы, чем на Благодати, где подробные разведки показали до 800 млн. пуд. руды. Назначая наблюдения во всех этих трёх пунктах, я имел в виду собрать мaтepиалы для суждения о влиянии количества руд — на местные аномалии, если такая зависимость скажется в числах.

Как в этих магнитных горах, так и на Бакальском руднике железные руды лежать прямо на поверхности и разрабатываются разносами, как и боль­шинство Уральских железных рудников. Тут руда видима, выступает наружу, её и находят обыкновенно крестьяне; измерение магнитных аномалий здесь может прибавить лишь немногое (напр. простирание в глубь). Изучение же их, после тщательной обработки и собрания разносторонних данных, может быть осо­бенно важным в тех, вероятно немалочисленных на Урале, случаях, когда руда не выступает на земную поверхность, скрыта в недрах и невидима глазу. Организуя наблюдения над аномалиями в заведомо богатых месторождениях, я имел в виду доставить материалы именно для возможности суждения о таких сокрытых железных рудах. Дело здесь в том, что богатейшие [763]железные руды в Среднем Урале лежат на восточном склоне и на юге, западный же склон гор, даже около Шайтанского и Билимбаевского заводов, не богат рудами, должен подвозить их пли с восточного склона, или с богатых месторождений юга Урала. Поэтому вопрос об открытии новых рудных залежей железа, невидимых с поверхности, имеет свое значение — для удешевления железа — даже на Урале, хотя он обладает неисчерпаемым запасом уже известных месторождений превосходнейших руд. В этом то смысла мне и желательно было собрать, при нашей поездке, некоторые материалы в надежде, что они могут помочь появление более обширных и систематизированных наблю­дений для которых, конечно, нужны усилия более значительные и в длинный период времени. Мне кажется, что ядро дела уже существует на Урале, в виде постоянной метеорологической и магнитной обсерватории, давно существующей в Екатеринбурге. То, что я узнал (см. Часть I, отчёт о моём пребывании в Екатеринбурге) про эту обсерваторию (а именно: существование в ней самой явных аномалий и ничтож­ный оклад, в 200 р. в год, на приобретение „книг и приборов“ ) указало мне, с одной стороны, что желание и, если так можно выразиться, лич­ные ресурсы, необходимые для широкого развития по Уралу систематических магнитных наблюдений существуют, но средств денежных, а потому и фактических определений систематического свойства, совершенно нет. Упоминая об этом, я имею в виду указать на пробел, выполнить который предстоит Министерству земледелия и государственных имуществ, ибо оно ведает не только магнитными обсерваториями, но и тем Горным ведомством, которому во всём мире принадлежит первая роль в деле обследовании рудных месторождений. Если наши попытки умножить число возможно точных и полных маг­нитных наблюдений на Урале не принесут ничего другого, кроме того, что обратят внимание на практическую пользу, могущую проистечь от организации систематических и полных магнитных наблюдений в Уральском крае, осо­бенно на западном склоне гор, где руд маловато, то я буду считать не напрасным усилий свои и моих сотрудников в этом деле: Ф. И. Блумбаха, К. Н. Егорова и С. П. Вуколова. Первый из них описывает далее самый прибор, ещё не описанный в русской специальной литературе, и делает расчёты из наблюдений, производившихся на Благодати и на Высокой одним К. Н. Егоровым, а на Магнитной и в Бакалах К. Н. Егоровым и С. П. Вуколовым. Когда первый из них ездил в Экибастуз на каменно-угольные копи, он взял с собой магнитометр и сделал с ним полные определения, составившие непредвиденное вначале дополнение, тем более ценное, что в тех местах по сих пор сделано очень мало магнитных измерений, и ещё потому, что недалеко от мощных залежей каменного угля в Экибастуз нашлись и железные (равно как и медные) руды.

В отношении к самим наблюдениям на данном месте, я считал воз­можным по быстроте, с которой должна была происходить вся поездка — ограничиться определениями на трёх пунктах, расположенных в виду друг друга и в разных сторонах от видимого центра залежи, а если возможно, то и в близи этого центра. Если аномалий нет — склонение и наклонение оста­нутся те же на всех трёх пунктах, если аномалии явны — они будут раз­личны. Взаимное отношение пунктов наблюдения предположено определять или по азимуту солнца — когда оно не заслонено облаками, или по измерению ази­мута на один видимый предмет, а по плану местности определять примерное расстояние пунктов наблюдения. Зная, что расстояния не было времени измерять самому наблюдателю, я рекомендовал довольствоваться планами местности; [764]они были легко получены на г. Благодати и на г. Высокой, но на г. Магнитной, на Бакаловском руднике и в Экибастузе планы не были получены (их обещали прислать, но до сих пор они не получены), а потому пришлось ограничиться глазомерным определением расстояний, что может оказать некото­рое влияние только на погрешность определения склонения, в наклонении же и напряжении не может. Конечно, если бы было более времени, наблюдения были бы повторены большее число раз и все расстояния были бы лично измерены, но и в том виде, каким пришлось по необходимости ограничиться, наблюдения дают все главные элементы с достаточной степенью точности для та­ких первичных рекогносцировок, какие только и имелось в виду получить при поездке.

Делать выводы или заключения о наблюденных аномалиях считаю не только рановременным (необходимо много других данных, хотя бы и подобных нашим), но и не нужным со своей стороны, потому что все возможное извлек из наблюдений Ф. И. Блумбах в своих выводах, следующих за его исто­рическими замечаниями и за расчётом наблюдений, произведенных К. Н. Егоровым и С. П. Вуколовым.

Но считаю не излишним прибавить со своей стороны, что для открытия в данной местности явной (или крупной) магнитной аномалии можно обойтись и самыми обычными, всюду имеющимися, землемерными (угломерными) приборами, снабженными магнитной стрелкой (в роде астролябии). Для этого можно при­менить два способа наблюдений: треугольников или прямых линий, означенных вехами. Если есть местная аномалия, то в треугольнике (надлежащего размера, не очень малого и не очень большого) сумма трёх углов, определяемых по отклонению магнитной стрелки, не будет равна 180°, если центр местного магнитного притяжения будет вблизи (или внутри) измеряемого треугольника. Можно также просто означить вехами прямую линию (в несколько вёрст дли­ной) в исследуемой местности и на многих точках этой линии определять по стрелке угломерного прибора угол отклонения: если аномалии нет, откло­нение по всей линии будет тоже самое, а если аномалии — присутствие руды означающая — существуют, то получатся на протяжении линии неодинаковый показания стрелки, и разность будет тем больше, чем ближе приходит ли­ния к центру аномалии. Изменяя положение линий и треугольников, можно найти в данной местности то самое положение центра аномалии. Полагаю, со своей стороны, что жителям Урала измерения подобного рода могут показать много местностей, богатых железной рудой, не выступающею на поверхность земли. Особенно важны подобные наблюдения на западном склоне Урала, где руд мало. Но, конечно, систематические наблюдения, произведенный точными приборами, дадут указания более верные, и я думаю, что время пришло обсле­довать весь Урал в этом отношении. Крестьяне открыли, правда, уже много руд, вышедших на поверхность земли, а магнитные измерения откроют и то, что спрятано в глубине. Шведские рудокопы — давно пользуются магнитными определениями для отыскания руд железа. Пора приняться за это и на Урале с помощью точных современных приборов и способных к тому просвещенных горных инженеров.

 
  Д. Менделеев

23 ноября 1899


  1. Было бы особенно интересно в то же время наблюдать и колебания мягкого железа или астатического магнита, но организовать подобный наблюдения я не успел пред отъездом.