江西省大余西华山钨矿国家矿山公园地质遗迹特征

严腾腾，邵亚红

西华山矿山公园地质遗迹野外实地调查路线总长近50km，现场观察点68 个，拍摄照片近百余张，利用照片70 余张，控制面积11km2。通过调查，基本确定该区的岩性、地层、构造、成矿规律等基本信息，为公园的开发、建设提供一定的地质参考资料；为西华山成矿模式在其他地区找矿提供借鉴资料。在确定的地质遗迹点中，确定：典型矿床及其地质剖面遗迹7 个、找矿地质标准和找矿标志遗迹3 个、矿业水体和空间遗迹为2 个、地质环境改变与地质灾害遗迹为3 个。

1 地质背景

1.1 区域地质

西华山处于华夏板块东南加里东造山带核心地区。属华夏成矿省东部，南岭成矿带罗宵～诸广山钨锡铀稀土多金属萤石非金属成矿亚带崇余犹W 矿集区。

出露的地层主要有寒武系、泥盆系、第四系。区内褶皱、断裂构造特别发育，主要褶皱有洞脑北东向复向斜、生龙口北东向复背斜、新安子北北东向复背斜、西华山～漂塘北北东向复向斜、大江北北东向复背斜。断裂构造主要有东西向断裂或断裂带有西华山、大顶、漂塘、左拔等四条，北东向与北北东向断裂构造带以池江断裂为其代表。

区内岩浆岩分布广泛，岩性以花岗岩为主，中、基性岩少。产状以岩基、岩株为主，时间上以燕山期岩体为主，海西期的岩体亦有出露。

花岗岩株为区内出露最大的燕山早期多阶段侵入的复式岩体。主要岩石类型有斑状中粒黑云母花岗岩、中粒黑云母花岗岩、斑状中细粒黑云母花岗岩、含石榴石细粒黑云母花岗岩、花岗斑岩等。与钨锡成矿关系密集的是燕山早期第一阶段花岗岩。

1.2 工作区地质

1.2.1 地层岩性

主要出露西华山燕山期复式花岗岩岩株，寒武系浅变质岩系地层，沿河流、山谷分布的白垩系砾石及砂质粘土和第四系残坡积层，白垩系及震旦系局部出露。

1.2.2 构造

断裂构造不仅提供了有利的矿脉伸展空间，更重要的是控制了成矿作用的发展，同时控制矿体的形态、产状。矿区最发育的成矿前断裂构造为NWW 和NEE 向，其次为NE 向，NNE 向及NNW 向不发育。

2 矿产地质遗迹类型及分布

西华山矿山公园地质遗迹实地调查点经过筛选，确定：典型矿床及其地质剖面遗迹7 个；找矿地质标准和找矿标志遗迹3 个；矿业水体和空间遗迹为2 个；地质环境改变与地质灾害遗迹为3 个。

2.1 典型矿床及地质剖面

2.1.1 西华山钨矿床-历史上的最大钨矿床

西华山钨矿含量巨大，自1907 年发现钨矿至新中国成立前，累计采钨精矿4.73×104t，为我国发现的第一个钨矿，也是一个产于花岗岩内接触带多次成岩成矿的典型钨矿田。矿区自1953 年收归国有，为国家“一五”156 项重点建设项目之一，矿山建成并开采至2011 年，已采出钨精矿10.22×104t。该矿近百年累计生产钨精矿14.95×104t。西华山钨矿田WO3 总量（含已采）约为14×104t。

西华山优越的成矿条件，宏大的矿床规模，奇特的地质构造，引起了国内外众多地质专家的浓厚兴趣，形成了丰富的找矿成果，发表了大量的学术专著，丰富了花岗岩内接触带石英脉型钨矿床成矿找矿理论，并将西华山作为世界著名钨矿床范例载入中外教科书，其理论意义及其深远。依据专家学者研究：两期花岗岩顶面形态及矿化～“西瓜皮”矿化特征～“月牙形”矿化模型～五层楼矿床模式。

在五层楼规律的启发下，广西珊瑚钨矿床和湘南瑶岗仙钨矿床的找矿工作实现了重大突破，并确定这两个钨矿床属三层楼式演变。黄沙、茅坪等矿区的隐伏花岗岩内，发现云英岩型钨矿化，成为“五层楼+地下室”式矿床，使“五层楼”规律逐渐完善和深化。

西华山钨矿是我国最早发现钨矿、最早组织勘探、最早规模开采、地质研究成果最丰富的钨矿山，一直被誉为中国钨业的开山鼻祖，为世界钨工业的发展做出了不可磨灭的贡献，在艰苦的苏区岁月和建国七十年的岁月中，西华山钨矿为党和国家做出了巨大贡献。

2.1.2 西华山岩体

岩体定位于区域北东向池江大断裂与西华山、大顶山两条东西向构造带交汇部位。岩体呈椭圆形岩株产出，轴向NNW，北西～南东长约6km，北东～南西宽4.5km，最高海拔标高828m，最低250m，出露面积近20km2。从岩体中心凸起的顶峰向四周逐渐低下，岩体与变质岩接触面呈波状起伏，局部呈锯齿状，并作阶梯状下降，接触界面的产状因地而异，有北北西向、南南东向、北北东向和南南东向。北面倾角较缓，一般为10°～20°，南面倾角较陡，一般为25°～50°。

西华山花岗岩属多期多次侵入体，据有关资料，可将西华山复式花岗岩侵入期次的划分为早晚二期三个阶段5次侵入（表1）。燕山早期第二阶段第一次侵入似斑状中细粒黑云母花岗岩（γ52-2a），主要分布于复式岩体的北部（荡坪、生龙口），钾-氩同位素年龄142Ma ～135Ma，习惯称为狭义的“荡坪岩体”；燕山早期第二阶段第二次侵入的细粒的含石榴石二云母花岗岩（γ52-2b），主要分布在中粒黑云母花岗岩的边部；花岗斑岩（γ53-1），属燕山晚期第一阶段产物，钾-氩同位素年龄106Ma，沿复式岩体中部呈北北西向宽阔的岩墙状斜贯于其他各阶段岩体之中。岩体顶部常出现由微斜长石、石英组成的“似伟晶岩壳”。

表1 西华山花岗岩侵入期次划分

西华山岩体燕山早期斑状中粒黑云母花岗岩（γ52-1a）和中粒黑云母花岗岩（γ52-1b）主要成矿元素与维氏值进行比较（表2），W、Sn、Mo、Bi 含量分别为相应维氏值的10.2，13.27，2.53，595.67 和75.18，8.3，4.15，932.22 倍。围岩中成矿元素W、Sn、Mo、Bi 的含量是南岭地壳沉积岩丰度的6.38 倍、6.89 倍、0.98 倍和1.87 倍。似可说明，西华山岩体周边巨厚的寒武系浅变质岩为壳源改造型花岗岩浆提供了丰富成矿物质来源，重熔、多期次侵入成岩结晶分异的复式的花岗岩体具有高背景值的W、Sn、Mo、Bi，成为西华山钨矿田成矿母岩。

2.1.3 西华山矿体围岩

西华山花岗岩体周围的地层，属前泥盆纪杨眉寺统，该地层除受区域变质影响外，又受花岗岩体侵入所引起的接触变质作用的影响，岩性复杂，产状混乱，大致走向北东东，倾向北西或南东，倾角60～80°。根据岩性特征及空间的分布，可分为下层云母石英片岩、中部石英质砂岩与千枚岩互层及上层石英质砂岩三层。

2.1.4 典型地质剖面

按照矿脉排列空间展布，西华山钨矿划分为北、中、南三个区，大老虎头以北为北区，北区与中区大致以F4 为分界线；大老虎头以南至F3 断裂为中区；F3 断裂以南至F1 断裂为南区。在平面上脉组一般呈北东东向展布。北区矿脉一般规模较大、厚度变化小；中区东段矿脉短小、矿化深度最浅，中区西段矿脉延伸较稳定，但其长度、矿化深度不大；南区矿脉厚度一般较小、延伸较长、矿化深度较大。其中北东向断裂以F1 为代表，为池江大断裂的次级断裂；在矿区内走向50°～65°，倾向北西为主，倾角70°～85°，经过井下巷道游览线在215 往里810m 向西转弯处（长度约25m）、230 巷道往里600m（长度约35m），地表出露长3500m，表现为断裂破碎带，最大宽度40m，属成矿前形成但具多期活动的断裂，主要显示为压性为主的压扭性特征，平面上呈左行扭动（北西盘相对往南西）。该断裂严格控制了西华山复式花岗岩株的南界，并将所有的矿脉限制于其北侧，对西华山南区矿脉的形成有着直接的影响，为控岩控矿断裂。

2.2 找矿地质标准及地质标志

2.2.1 中国第一块钨矿石发现地（邬利亨捡到钨矿石地）

据《大余县志》记载，早在宋朝（公元960 年～1279 年），西华山的观音岩、大水坑、正桥头、牛婆坑一带就有人开始采炼锡矿，直到清朝康熙年间（公元1662 年～1723 年）才停止。当时，虽然黑石到处可见，但不知道是钨矿石。清朝末年，大余县城天主教福音堂德籍牧师邬里亨含有稀有金属—钨。

2.2.2 “五层楼”找矿标志

“五层楼”模式来源于1965 年909 队地质人员勘探漂塘钨矿时总结出的细脉带矿床脉体垂直空间变化规律，即：自上往下变化：①地表线脉带→②细脉带→③细脉和大脉混合带→④大脉带→⑤单独大脉（插入花岗岩中）。

“五层楼模式”的树形分叉及分层结构，一是源于各处矿脉扩展速率的差异，二是因为扩展时间的差异。越近地表，围压越小，液压（流体压力）与围压（围岩压力）之差就越大，流体就能在短时间内致裂岩石，形成多个破裂中心，并造成矿脉的树形分支，表明“五层楼”模式其成矿作用具有岩浆成矿的特征。

西华山钨矿三坑口上部有一处五层楼找矿模型细脉标志带，属黑钨矿脉，脉带宽度10m，石英微脉蚀变带，单脉宽度1mm ～5mm，仅具有微弱矿化，不具工业价值。

2.2.3 含矿石英脉

花岗岩为钨矿体的母岩，在花岗岩与石英脉的接触带上可能存在钨锡矿体，钨锡矿体出露地表露头较少，基本看不见，所以本矿山采用井下开采方式进行开采，花岗岩硬度大，岩石完整，巷道内除破碎带处基本无需支护。一般脉宽0.5m ～1.5m。299 号矿体脉宽较大，平均脉宽可到近2m。

2.3 矿业水体及空间遗迹

2.3.1 矿山取水地（章江）

矿区以南为章江的浮江段，西华山钨矿浮江工人村位于章江旁，在章江堤旁有一处矿山一级供水站，用于矿山生产生活供水。章江河道窄小，曲折多弯，水位变化甚大，平均流量34.5L/s，最大流量为48.03L/s，往南汇入章江南支，章江是赣江支流之一，属长江流域鄱阳湖水系。是大余、崇义等五县（市、区）的饮水、工业用水等水功能体系，其水质质量不但对大余流域，而且对章江源头及下游和鄱阳湖水系的经济建设和社会发展具有重要意义。

2.3.2 299 号矿脉空间遗迹

299 号矿脉～西华山乃至赣南的“王牌”矿脉，位于西华山矿体北区的五号坑，长920m，最厚达3.60m，平均脉幅0.94m，工业矿化延深60m ～200m，最深350m，倾向北北东，倾角80°，无论长度及幅宽，均为全山第一。矿脉主要产在中粒黑云母花岗岩中，其次为斑状中粒黑云母花岗岩中，极少数产在变质岩中。伴生矿物主要为锡石，一般呈完好的结晶，有大至5cm ～6cm，主要产生在上部云英岩中，尤以接近变质岩处及变质岩中为多。矿脉的西段晶洞中还有呈正方双锥体的白钨矿及呈立方晶体的萤石，并且还可以看到钨华、钼华及铋华等伴生矿种。

目前该矿体资源量已基本消耗完，仅剩少量资源量。由于坑道已完成闭坑，地表塌方严重，故无法进入巷道对该矿体的采空范围等进行实地调查，仅能通过地表塌陷判断该矿脉的遗迹。

2.4 地质环境改变与地质灾害遗迹

2.4.1 地裂缝

由于人为地下采矿活动的影响，导致地面出现不同程度的塌陷，在328 中段附近，可见一条宽0.8m ～1.0m、可见度深1.5m ～2.0m，长15m ～20m 的地裂缝，根据其规模、形态分析为拉伸型裂缝，是由于地表的拉伸变形超过表土的抗拉强度形成的，其主要特征为：横向开裂，宽度较小，深度较小，地表不存在台阶，超前于工作面而开采发育。其形成是否与基岩采厚比有关，当基岩采厚比＜30 时，裂隙带直达地表，容易形成开采地裂缝。地裂缝的发育是由基本顶的破断而引起覆岩的全部垮落而造成的，其形态与基本顶的“O”型圈破坏相似。若其进一步发育，可形成崩塌、滑坡的地质灾害。

岩石边坡整体稳定性较好，但是裂缝发育，拟对主要裂缝进行注浆，以固结破碎岩体、提高薄弱结构面强度和岩体自承能力，抑制变形的发展，对危岩体起到补强作用。此外，裂缝注浆后，可防渗堵漏，避免地表水进入裂缝进而导致边坡载荷动态变化和冰冻胀裂等危害的发生。

2.4.2 崩塌、滑坡

西华山北区的298、299 等优质矿脉，部分矿脉埋深较浅，离地表较近，为了合理、高效的利用矿产资源，该区局部采用露天开采方式，在三坑口与二坑口之间，形成一个长400m，宽300m，深30m ～40m 的露天采坑，坡角60°～75°，局部能达到80°。采场边坡基岩裸露，破坏地貌景观并造成水土流失；剥采形成的采坑，边坡近似直立，在连续降雨、人为扰动、风化等条件下使得不稳定块体沿裂隙层面错动、失稳诱发，易引发崩塌滑坡等地质灾害，对该区地质环境、甚至二坑口均有灾害威胁。

采取措施：①设立警示牌、设立围栏等；②对区内各段边坡进行系统的边坡坡面进行危岩清理，危岩清理采用人工清除和静力爆破相结合的方式进行，对于小块的危岩体通过人工撬除或机械清除的方式进行清理，大块危岩体采取静力爆破的方式进行；③采场底盘采取挖高填低、挡土墙护坡和生态、以放坡和植被混凝土恢复为主。进行放坡后，应采用锚杆（土钉）支护。

2.4.3 采空塌陷区

分布于山上公路桥至丝茅坪的矿区公路以下至378 中段河沟一带，总体呈近东西走向，长约500m，宽约160m，分布面积约0.08km2，划分为小型地面塌陷，空场体积约25 万m3。塌陷可见深度一般大于10m，为块石填塞，见多处山体裂缝，宽度1m 左右，多呈东西向延伸，地表形态破坏严重。上游选矿产生的废水废砂通过架设的铁制板箱通过塌陷区，流入下游378 沟谷，最终汇入牛岗地尾矿库。从塌陷区穿越，有小路下到378 及以下中段，在沿线附近均设置有警示牌，提醒人员不要进入采空塌陷区。

3 小结

西华山矿山公园包括现有三个矿权：①西华山钨矿；②芭蕉谭钨矿；③马尾水钨矿。其中西华山钨矿是本次公园建设的主建设区，芭蕉谭钨矿及马尾水钨矿为预留区，现均在生产。通过对其地质部分调查，建议前期将主要地质遗迹设计在西华山钨矿矿权内，通过一定的保护措施，对其加以保护，开发利用。预留区内的矿权在开采过程中，应对具有典型的地质部分进行加以保护。待矿山闭坑后，地质遗迹再加以开发利用。