Кварцевое месторождение: где добывают кварц, типы месторождений и способы добычи

Содержание

Где добывают кварц, зависит от вида сырья: в России горный хрусталь и прозрачный жильный кварц дают месторождения Приполярного Урала, гранулированный кварц для плавки кварцевого стекла добывают, в частности, на Кыштымском месторождении (Челябинская область), а стекольные пески разрабатывают в нескольких федеральных округах.

Основные месторождения кварца особой чистоты в России сосредоточены на Урале (Поленов и др., 2021), а около 80 % общероссийских запасов кварцево-жильного сырья содержат пять месторождений Республики Коми, в том числе Желанное (Геологический музей им. А. А. Чернова).

Прибайкальская кварценосная провинция занимает второе место в России по запасам кварцевого сырья после Урала (Фёдоров и др., ИГХ СО РАН, 2016). В 2013 г. Ульяновская область дала 1331 тыс. т из 4742 тыс. т стекольных песков, добытых в России (Бирюлев, «Георесурсы», 2015).

Среди зарубежных районов, где добывают кварц высокой чистоты, эталоном по составу руды исторически служит Spruce Pine в Северной Каролине (США), а месторождениями горного хрусталя известны Бразилия и Мадагаскар. Мировую добычу промышленного песка и гравия Геологическая служба США (USGS) оценила в 430 млн т за 2025 г.

Добычу кварца на жильных месторождениях ведут карьерами, штольнями и шахтами, а кварцевые пески разрабатывают экскаваторами, драглайнами и земснарядами.

Что такое кварцевое месторождение и какое сырьё в нём добывают

Кварцевым месторождением называют участок недр, где кварцевое сырьё залегает в количестве и качестве, при которых добыча экономически оправдана; запасы подсчитывают по категориям А, В, С1 и С2 и представляют на государственную экспертизу, которую проводит Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых (ГКЗ).

Кварц входит в число самых распространённых минералов Земли (Федеральная пробирная палата; Л. В. Кузьмин, 2023), а богатые кварцем пески и песчаники встречаются по всему миру (Геологическая служба США). Сырьё для кварцевого стекла и оптики дают лишь немногие типы месторождений.

Кварц как минерал имеет формулу SiO₂, а жильный кварц и кварцевый песок (ГОСТ 16548-80, п. 36, 39), как и кварцит с песчаником, относятся к горным породам, где кварц главный минерал. Поэтому на вопрос, где добывают кварц, отвечают отдельно для каждого вида сырья:

1. Горный хрусталь: прозрачные неокрашенные природные кристаллы кварца (п. 33). Крупные кристаллы и обломки с бездефектными участками для оптики и пьезотехники ГКЗ называет пьезооптическим кварцем.
2. Прозрачный жильный кварц: беднее газово-жидкими включениями, чем молочно-белый, и годится для плавки кварцевого стекла (ГКЗ).
3. Гранулированный жильный кварц: плотный агрегат округлых прозрачных гранул (п. 37) размером 1-10 мм, по ГКЗ основное кварцевое сырьё для плавки.
4. Молочно-белый жильный кварц: непрозрачные зёрна (п. 38) с массой микротрещин и газово-жидких включений; по ГКЗ, он «пригоден только для оптического стекловарения и выращивания монокристаллов».
5. Кварцевый песок: рыхлая осадочная порода с преобладанием кварца и зёрнами менее 1 мм (п. 39); сырьё стекольной промышленности.

Розовый кварц добывают попутно с горным хрусталём и редкометалльными минералами; в России его месторождения известны в северной Карелии и на Алтае (Федеральная пробирная палата).

Промышленные типы месторождений кварца: жилы, пегматиты, кварциты

Методические рекомендации ГКЗ «Жильный кварц, хрусталь и исландский шпат», утверждённые распоряжением МПР России от 05.06.2007 № 37-р, делят эндогенные месторождения кварцевого и пьезооптического сырья на 4 генетических класса: пегматитовый, пневматолито-гидротермальный, гидротермальный и метаморфогенно-гидротермальный.

Кварцевые жилы, силекситы и пегматиты

Гидротермальные хрусталеносные тела сложены в основном молочно-белым кварцем, а прозрачный кварц с полостями занимает до 20-30 % их объёма, редко больше. Участки прозрачного кварца обычно не превышают 10-15 м по наибольшему сечению — при том что сами тела достигают 650 × 380 м в плане и 15-20 м мощности. Полости достигают многих сотен кубометров, а кристаллы горного хрусталя в них обычно весят от сотен граммов до нескольких килограммов, изредка десятки и сотни килограммов.

Самые крупные месторождения жильного кварца для оптического стекловарения приурочены к силекситам: ГКЗ оценивает их запасы до 5-8 млн т (Гора Хрустальная и Светлореченское (Светлая Речка) на Урале). По Поленову и др. (2021), это месторождения молочно-белого кварца, разведанных запасов которого отечественной промышленности хватит на 200-300 лет.

Гранулированный кварц залегает в одиночных кварцевых жилах и их системах длиной обычно 20-30 м и мощностью 1-5 м, максимум 15 м. В пегматитах кварцевые ядра нередко достигают 100 м³ и более.

Классификация ГКЗ: 11 рудных формаций кварцевого сырья

Хрусталеносные жилы ГКЗ делит на три типа по эталонным объектам: астафьевский, неройский и актасский, так что 11 формаций занимают в таблице 13 строк (позиция исландского шпата в ней опущена).

Что значит «крупное месторождение» в тоннах

Нижние границы класса «крупное месторождение» для разных видов кварцевого сырья (логарифмическая шкала, по ГКЗ, 2007). Пороги пьезооптического кварца и стекольных песков, 10 т и 10 млн т, различаются в миллион раз (расчёт редакции).

ГКЗ оценивает масштаб месторождения по запасам отдельно для каждого вида сырья; шкалу стекольных песков задают рекомендации «Песок и гравий» (2007, п. 7).

Крупным месторождение пьезооптического кварца считается с 10 т моноблоков, а месторождение стекольных песков с 10 млн т: по расчёту редакции, разница в миллион раз. Слово «крупное» без вида сырья ничего не говорит о запасах месторождения кварца.

Где добывают кварц в России

Основные месторождения кварца в России, если речь об особо чистом кварце, сосредоточены на Урале, по данным Поленова и др. («Известия УГГУ», 2021). Промышленное значение как плавочное сырьё, по тем же авторам, имеют лишь некоторые генетические типы кварца, и все они уральские. Россия, по их оценке, занимает ведущее место в мире по ресурсному потенциалу кварца наряду с США.

Основные районы кварцевого сырья в России (схема без масштаба): жильный кварц и горный хрусталь, перспективные кварциты и пески. На пять месторождений Республики Коми приходится около 80 % запасов кварцево-жильного сырья (Институт геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН).

Приполярный Урал: Желанное, Додо, Пуйва

На Приполярном Урале установлено более 200 кварцевых месторождений и проявлений («Вестник геонаук», 2023). Пять месторождений Республики Коми (Желанное, Пелингичей-3, Северная Лапча, Николай-Шор, Омега-Шор) содержат около 80 % общероссийских запасов кварцево-жильного сырья (Геологический музей им. А. А. Чернова).

По данным 2014 г., Желанное на западном склоне Приполярного Урала разрабатывалось как крупнейшее в России по запасам и ресурсам месторождение прозрачного жильного кварца и горного хрусталя для плавки кварцевого стекла (Бурцева, Бурцев, «Арктика и Север», 2014).

В 1933 г. кварцевая экспедиция А. Н. Алешкова нашла у горы Сура-Из первое месторождение горного хрусталя, а в 1934 и 1936 гг. открыли Додо (район горы Неройки на восточном склоне) и Пуйву (Поленов и др., 2021).

Кыштымское и Астафьевское месторождения (Челябинская область)

Кыштымское месторождение, где добывают кварц гранулированного типа, лежит в 15 км западнее г. Кыштыма Челябинской области и осваивается с 1966 г. (Кузьмин и др., 2024). На полосе 15 км длиной и 1-3 км шириной (около 20 км²) разведано более 100 кварцевых жил. Основным источником высокочистого кварца служит жила № 175 (Савичев, Красильников, «Минералогия», 2019).

Гранулированный жильный кварц как новый вид полезного ископаемого открыли на Урале в конце 1950-х гг. В 1982 г. за открытие, методику обогащения и промышленное освоение гранулированного кварца уральские геологи и профессора Свердловского горного института получили Государственную премию СССР (Поленов и др., 2021).

Астафьевское месторождение пьезокварца находится на Южном Урале: от Челябинска до него 200 км на юго-запад, от посёлка Фершампенуаз 20 км на восток. Поленов и др. называют его крупнейшим в СССР и по действующей шкале уникальным. Рудник работал с 1948 г. Сейчас горные работы не ведутся: выращенные кристаллы кварца не уступали природным по свойствам и стоили на порядок дешевле (Государственный исторический музей Южного Урала).

Хрусталеносный блок уральской сырьевой базы, куда входят также Теренсайское и Светлинское месторождения Южного Урала, временно законсервирован: природный пьезокварц вытеснили искусственные монокристаллы, а горный хрусталь по составу редко отвечает требованиям к плавочному сырью (Поленов и др., 2021).

Прибайкалье, Восточный Саян, Карелия и Якутия

Прибайкальская кварценосная провинция, по данным ИГХ СО РАН (Фёдоров и др., 2016), занимает второе место в России по запасам кварцевого сырья всех типов. Перспективными авторы считают месторождения Гоуджекит, Надежное, Тыйское, «Жила 2821» и кварциты Бурал-Сардык в Восточном Саяне. Единственным разрабатываемым месторождением кварцитов на 2016 г. было Черемшанское в Забайкалье.

Лесников и др. («Физика и химия стекла», 2022) приводят исследовательскую схему глубокого обогащения кварцитов Бурал-Сардык, давшую 7 ppm примесей, но по ГКЗ это пока перспективное сырьё для плавки.

В Карелии ГКЗ относит к крупным месторождения кварца для оптического стекловарения в слюдоносных пегматитах Чупино-Лоухского района. В Якутии лежит Перекатное: хрусталеносные жилы астафьевского типа масштаба от крупных до уникальных.

Где добывают кварцевый песок в России и в мире

Добыча промышленного песка и гравия в 2025 г. (оценка Геологической службы США), млн т. В мире добыто 430 млн т, Россия по этой оценке даёт 7,3 млн т.

По Г. Н. Бирюлеву («Георесурсы», 2015), минерально-сырьевую базу стекольных песков России на 01.01.2014 составляли 112 месторождений; их балансовые запасы по категориям А+В+С1 равнялись 912,1 млн т, по категории С2 623,5 млн т. Приволжский федеральный округ держал 25,5 % запасов А+В+С1 и 23,4 % запасов С2; внутри округа 60 % и 80 % этих запасов приходилось на Ульяновскую область, 27 % и 9,8 % на Нижегородскую.

Наилучшие по качеству месторождения Бирюлев находит в восьми федеральных округах, от Приволжского (Ульяновская, Самарская, Пензенская, Саратовская и Нижегородская области) до Дальневосточного. Ташлинское месторождение Ульяновской области, по Бирюлеву, «входит в тройку самых лучших и крупных месторождений Европы».

Примерами пластовых залежей с выдержанным строением ГКЗ («Песок и гравий», 2007) называет такие месторождения кварцевого песка в России, как Ташлинское и Лукьяновское (Ульяновская область), Ерофеевское стекольных и Кичигинское кварцевых песков (Челябинская область).

В самых чистых природных кварцевых песках SiO₂ доходит до 99,8 %. Такие пески редки: стекольное сырьё обычно получают обогащением, а требования к кварцевому песку для стекла сегодня задаёт ГОСТ 22551-2019.

Геологическая служба США ведёт мировую статистику по категории «промышленный песок и гравий», а не по кварцевому песку вообще; цифры 2025 г. в Mineral Commodity Summaries 2026 оценочные.

Добыча промышленного песка и гравия по оценке USGS, млн т

В США в 2025 г. около 81 % тоннажа пошло на песок для гидроразрыва пластов, гравийной набивки и цементирования скважин, на стекольный песок 7 %.

Месторождения кварца в мире: США, Бразилия, Мадагаскар, Казахстан

Д. А. Бробст (USGS Bulletin 1122-A, 1962) описал район Spruce Pine (Северная Каролина, США), где добывают кварц для высокочистых концентратов, как пояс 25 на 10 миль (около 40 на 16 км) с крупными телами аляскитов и пегматитов раннего палеозоя. Высокочистый кварцевый песок, попутный продукт флотации аляскита, при запасах более 80 млн т в 1959 г. не выдерживал конкуренции с другими источниками кремнезёма (Бробст видел в нём хороший заполнитель бетона и штукатурки).

Сегодня, по Л. В. Кузьмину («Известия УГГУ», 2023), мировой стандарт качества высокочистого кварцевого концентрата (ВЧК) исторически сложился по химическому составу руды Spruce Pine.

Месторождения горного хрусталя Бразилии и Мадагаскара пособие ИТМО называет всемирно известными. Федеральная пробирная палата указывает в Бразилии штат Минас-Жерайс, приводит бразильский кристалл массой 5,5 т и называет Швейцарию, Канаду, Австралию, Китай и США. Месторождения кварца в Казахстане ГКЗ приводит как примеры нескольких типов.

По Кузьмину и др. (2024), кварц норвежского месторождения остался наполнителем в узком применении.

Как добывают кварц: карьеры, шахты, штольни и земснаряды

Схема: обобщённый разрез хрусталеносной жилы с полостью (иллюстрация). Из полости Светлинского месторождения в 1967 г. добыли 16,6 т кристаллов горного хрусталя, пьезокварца получили 92 кг («Известия УГГУ», 2021).

От того, где добывают кварц, зависит способ разработки: добыча кварца на Желанном месторождении (Приполярный Урал) велась шахтовым способом на высоте 1000 м (Геологический музей им. А. А. Чернова). Астафьевское месторождение на Южном Урале разрабатывали двумя карьерами и штольнями из них (Государственный исторический музей Южного Урала).

Жилу № 175 Кыштымского месторождения разрабатывали карьером (фото добычного карьера 2004 г. у Поленова и др., 2021).

Почему на месторождениях горного хрусталя ограничивают взрывные работы? ГКЗ объясняет это риском неоправданных потерь кристаллосырья (п. 17). При выемке хрусталеносных полостей пьезооптический кварц обогащают только вручную: кристаллы отбирают и механически удаляют дефектные участки (п. 39). Кроме коренных, известны и россыпные месторождения горного хрусталя (п. 6).

Светлинское месторождение на Южном Урале долго считали россыпным, но в июле 1967 г. шурф на кварцевую жилу № 500 и рассечка на глубине 13 м вскрыли крупную хрусталеносную полость. Из неё добыли 16,6 т кристаллов горного хрусталя и получили 92 кг пьезокварца (Поленов и др., 2021, со ссылкой на Петруху, 1995).

По расчёту редакции, в пьезокварц ушло около полупроцента массы кристаллов: 92 кг из 16 600 кг. Найденный там же кристалл «Юбилейный-II» весил 3,4 т при размерах 1,6 м по длинной оси и 1,5 м по коротким.

Разработка месторождений кварцевых песков (ГКЗ «Песок и гравий», 2007, п. 49)

Обогащение жильного кварца и требования к месторождению особо чистого кварца

Добытый жильный кварц, согласно рекомендациям ГКЗ (п. 39), дробят до кварцевой крошки, затем ведут рудоразборку и ручную очистку от видимых загрязнений. Такой промпродукт годится для синтеза монокристаллов и частично для оптического стекловарения.

Плавочное сырьё требует глубокого обогащения: воздушной и магнитной сепарации, кислотной обработки, флотации, хлорирования с последующим фракционированием до крупки или муки. Прозрачный кварц сортируют фотооптическими сепараторами.

Кварцевую крупку ГОСТ 16548-80 (п. 60) определяет как «конечный продукт обогащения кварца, фракционированный по классам крупности», это и есть природное сырьё для кварцевого стекла.

Почему для высокочистого кварцевого концентрата (ВЧК) годятся не все месторождения кварца? Кузьмин и др. (2024) объясняют это тем, что пригодность сырья определяют свойства и однородность самих кварцевых зёрен, а не качество рудной массы в целом.

Все промышленные поставщики ВЧК последних 15 лет, по тем же авторам, опирались на три типа особо чистого кварцевого сырья: аляскитовые граниты, пегматиты и жильный кварц, причём в СССР и России приоритет традиционно за жильным кварцем. Кварциты и пески, по той же работе, считаются малопригодными, горный хрусталь для промышленного ВЧК сегодня не рассматривают, а экономически обоснованного способа получить прозрачное кварцевое стекло из молочно-белого кварца нет.

Те же авторы («Известия УГГУ», 2024) оценивают месторождение, где добывают кварц для ВЧК, по шести критериям:

• тип сырья: жильный кварц, пегматиты или аляскитовые граниты;
• подтверждённые запасы не менее 80 тыс. т;
• средний размер зерна от 200 мкм;
• светопропускание монофракции выше 80 %;
• сумма примесей в монофракции ниже 20 г/т, хотя в начале 2000-х гг. от ВЧК требовали менее 50 г/т;
• однородность параметров качества во всём объекте отработки.

У кварца Spruce Pine и жилы № 175 Кыштымского месторождения светопропускание 84-86 %. Сумму примесей 7-8 г/т авторы считают пределом для ВЧК, поскольку промышленные месторождения с более чистым кварцем неизвестны. Только два месторождения в мире (оценка Л. В. Кузьмина, 2023) полностью сертифицированы потребителями для всех областей применения ВЧК, включая полупроводниковую промышленность: Spruce Pine в США и Кыштымское в России.

Особо чистое кварцевое сырьё входит в перечень основных видов стратегического минерального сырья по распоряжению Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р. Главной проблемой сырьевой базы Поленов и др. (2021) называют обеспечение сырьём для наплава специальных прозрачных кварцевых стёкол, нужных микроэлектронике, волоконной оптике и мощным источникам света.

От месторождения к марке кварцевого стекла

Марки КИ, КВ и КУ-2 получают из природного кварца, поэтому их качество начинается в месторождении; КУ-1 и КУВИ синтезируют из SiCl₄, и от месторождения они не зависят. Схема по ГОСТ 15130-86 и докладу ИГХ СО РАН (2023).

ГОСТ 15130-86 «Стекло кварцевое оптическое» предусматривает пять марок: КУ-1, КУ-2, КВ, КИ и КУВИ. А. И. Непомнящих и др. (ИГХ СО РАН, 2023) различают четыре типа стекла по исходному сырью и способу производства.

Качество стекла КИ, КВ и КУ-2 начинается в месторождении, потому что эти марки плавят из концентрата природного кварцевого сырья. КУ-1 и КУВИ синтезируют из тетрахлорида кремния SiCl₄, который получают химическим путём, а не добывают в карьере: от свойств кварца конкретного месторождения они не зависят. Для КУ-1 гидролиз SiCl₄ в водородно-кислородном пламени (H₂ + O₂) оставляет в стекле до 1300 ppm OH-групп (Непомнящих и др., 2023).

Кварц-Пром с 2004 года изготавливает и поставляет изделия из кварцевого стекла марок КУ-1, КУ-2, КВ и КИ. В паспорте изделия мы фиксируем марку стекла по ГОСТ 15130-86 и проверяем каждую партию. Классификацию стекла описывает статья про виды кварцевого стекла, влияние примесей на свойства разбирает статья про химическую чистоту кварцевого стекла.

Сводная таблица: виды кварцевого сырья, месторождения и способы добычи

Где добывают кварц разных видов и как его разрабатывают

По мнению редакции, инженеру при заказе изделия из кварцевого стекла полезнее указать марку по ГОСТ 15130-86, чем район добычи сырья.

Частые вопросы

Где добывают кварц в России?

Основные российские месторождения особо чистого кварца лежат на Урале (Поленов и др., 2021). По оценке Геологического музея им. А. А. Чернова (ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН), пять месторождений Республики Коми (Приполярный Урал) содержат около 80 % общероссийских запасов кварцево-жильного сырья. Гранулированный кварц для плавки кварцевого стекла добывают, в частности, на Кыштымском месторождении (Челябинская область). Стекольные пески разрабатывают в нескольких федеральных округах, в том числе в Ульяновской области.

Какое месторождение кварца самое крупное в России?

Месторождение Желанное на Приполярном Урале, по данным 2014 г., имеет крупнейшие в России запасы и ресурсы прозрачного жильного кварца и горного хрусталя для плавки. Астафьевское в Челябинской области Поленов и др. (2021) называют крупнейшим в СССР месторождением пьезокварца.

Как добывают кварц?

Жильный кварц и горный хрусталь разрабатывают карьерами, штольнями и шахтами. На месторождениях горного хрусталя взрывные работы ограничивают, а кристаллы при выемке полостей отбирают и очищают вручную (ГКЗ, 2007). Кварцевые пески разрабатывают экскаваторами, драглайнами до 15 м под уровнем грунтовых вод и земснарядами до 30 м.

Где добывают кварц для микросхем и солнечных панелей?

Высокочистый кварц для чипов и солнечных панелей получают из жильного кварца, пегматитов и аляскитовых гранитов (Кузьмин и др., 2024). Потребители полностью сертифицировали для всех применений, включая полупроводники, лишь два месторождения в мире (оценка Л. В. Кузьмина, 2023): Spruce Pine (США) и Кыштымское (Россия).

Можно ли сделать кварцевое стекло из любого кварца?

Кварцевое стекло нельзя плавить из любого кварца: молочно-белый жильный кварц, по ГКЗ (2007), годится лишь для оптического стекловарения и выращивания монокристаллов. Прозрачное кварцевое стекло плавят из прозрачного и гранулированного жильного кварца, а марку КУ-1 по ГОСТ 15130-86 синтезируют из SiCl₄, и от месторождения она не зависит.

Где добывают горный хрусталь?

Месторождения горного хрусталя известны на Приполярном Урале (Додо, Пуйва, Желанное), на Южном Урале (Астафьевское, Светлинское), в Якутии (Перекатное), в Бразилии и на Мадагаскаре. Большинство уральских месторождений хрусталя временно законсервировано, потому что природный пьезокварц вытеснили выращенные кристаллы (Поленов и др., 2021).

Почему особо чистый кварц считают стратегическим сырьём?

Распоряжением Правительства РФ от 30.08.2022 № 2473-р особо чистое кварцевое сырьё отнесено к основным видам стратегического минерального сырья. Из особо чистого кварца наплавляют кварцевые стёкла для микроэлектроники и волоконной оптики.

Кварц-Пром не добывает кварц: в каталоге собраны изделия из кварцевого стекла марок КУ-1, КУ-2, КВ, КИ, а нестандартные детали мы изготавливаем по чертежам и ТЗ заказчика.