江西省大余西華山鎢礦國家礦山公園地質遺跡特征

嚴騰騰，邵亞紅

西華山礦山公園地質遺跡野外實地調查路線總長近50km，現場觀察點68 個，拍攝照片近百余張，利用照片70 余張，控制面積11km2。通過調查，基本確定該區(qū)的巖性、地層、構造、成礦規(guī)律等基本信息，為公園的開發(fā)、建設提供一定的地質參考資料；為西華山成礦模式在其他地區(qū)找礦提供借鑒資料。在確定的地質遺跡點中，確定：典型礦床及其地質剖面遺跡7 個、找礦地質標準和找礦標志遺跡3 個、礦業(yè)水體和空間遺跡為2 個、地質環(huán)境改變與地質災害遺跡為3 個。

1 地質背景

1.1 區(qū)域地質

西華山處于華夏板塊東南加里東造山帶核心地區(qū)。屬華夏成礦省東部，南嶺成礦帶羅宵～諸廣山鎢錫鈾稀土多金屬螢石非金屬成礦亞帶崇余猶W 礦集區(qū)。

出露的地層主要有寒武系、泥盆系、第四系。區(qū)內褶皺、斷裂構造特別發(fā)育，主要褶皺有洞腦北東向復向斜、生龍口北東向復背斜、新安子北北東向復背斜、西華山～漂塘北北東向復向斜、大江北北東向復背斜。斷裂構造主要有東西向斷裂或斷裂帶有西華山、大頂、漂塘、左拔等四條，北東向與北北東向斷裂構造帶以池江斷裂為其代表。

區(qū)內巖漿巖分布廣泛，巖性以花崗巖為主，中、基性巖少。產狀以巖基、巖株為主，時間上以燕山期巖體為主，海西期的巖體亦有出露。

花崗巖株為區(qū)內出露最大的燕山早期多階段侵入的復式巖體。主要巖石類型有斑狀中粒黑云母花崗巖、中粒黑云母花崗巖、斑狀中細粒黑云母花崗巖、含石榴石細粒黑云母花崗巖、花崗斑巖等。與鎢錫成礦關系密集的是燕山早期第一階段花崗巖。

1.2 工作區(qū)地質

1.2.1 地層巖性

主要出露西華山燕山期復式花崗巖巖株，寒武系淺變質巖系地層，沿河流、山谷分布的白堊系礫石及砂質粘土和第四系殘坡積層，白堊系及震旦系局部出露。

1.2.2 構造

斷裂構造不僅提供了有利的礦脈伸展空間，更重要的是控制了成礦作用的發(fā)展，同時控制礦體的形態(tài)、產狀。礦區(qū)最發(fā)育的成礦前斷裂構造為NWW 和NEE 向，其次為NE 向，NNE 向及NNW 向不發(fā)育。

2 礦產地質遺跡類型及分布

西華山礦山公園地質遺跡實地調查點經過篩選，確定：典型礦床及其地質剖面遺跡7 個；找礦地質標準和找礦標志遺跡3 個；礦業(yè)水體和空間遺跡為2 個；地質環(huán)境改變與地質災害遺跡為3 個。

2.1 典型礦床及地質剖面

2.1.1 西華山鎢礦床-歷史上的最大鎢礦床

西華山鎢礦含量巨大，自1907 年發(fā)現鎢礦至新中國成立前，累計采鎢精礦4.73×104t，為我國發(fā)現的第一個鎢礦，也是一個產于花崗巖內接觸帶多次成巖成礦的典型鎢礦田。礦區(qū)自1953 年收歸國有，為國家“一五”156 項重點建設項目之一，礦山建成并開采至2011 年，已采出鎢精礦10.22×104t。該礦近百年累計生產鎢精礦14.95×104t。西華山鎢礦田WO3 總量（含已采）約為14×104t。

西華山優(yōu)越的成礦條件，宏大的礦床規(guī)模，奇特的地質構造，引起了國內外眾多地質專家的濃厚興趣，形成了豐富的找礦成果，發(fā)表了大量的學術專著，豐富了花崗巖內接觸帶石英脈型鎢礦床成礦找礦理論，并將西華山作為世界著名鎢礦床范例載入中外教科書，其理論意義及其深遠。依據專家學者研究：兩期花崗巖頂面形態(tài)及礦化～“西瓜皮”礦化特征～“月牙形”礦化模型～五層樓礦床模式。

在五層樓規(guī)律的啟發(fā)下，廣西珊瑚鎢礦床和湘南瑤崗仙鎢礦床的找礦工作實現了重大突破，并確定這兩個鎢礦床屬三層樓式演變。黃沙、茅坪等礦區(qū)的隱伏花崗巖內，發(fā)現云英巖型鎢礦化，成為“五層樓+地下室”式礦床，使“五層樓”規(guī)律逐漸完善和深化。

西華山鎢礦是我國最早發(fā)現鎢礦、最早組織勘探、最早規(guī)模開采、地質研究成果最豐富的鎢礦山，一直被譽為中國鎢業(yè)的開山鼻祖，為世界鎢工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻，在艱苦的蘇區(qū)歲月和建國七十年的歲月中，西華山鎢礦為黨和國家做出了巨大貢獻。

2.1.2 西華山巖體

巖體定位于區(qū)域北東向池江大斷裂與西華山、大頂山兩條東西向構造帶交匯部位。巖體呈橢圓形巖株產出，軸向NNW，北西～南東長約6km，北東～南西寬4.5km，最高海拔標高828m，最低250m，出露面積近20km2。從巖體中心凸起的頂峰向四周逐漸低下，巖體與變質巖接觸面呈波狀起伏，局部呈鋸齒狀，并作階梯狀下降，接觸界面的產狀因地而異，有北北西向、南南東向、北北東向和南南東向。北面傾角較緩，一般為10°～20°，南面傾角較陡，一般為25°～50°。

西華山花崗巖屬多期多次侵入體，據有關資料，可將西華山復式花崗巖侵入期次的劃分為早晚二期三個階段5次侵入（表1）。燕山早期第二階段第一次侵入似斑狀中細粒黑云母花崗巖（γ52-2a），主要分布于復式巖體的北部（蕩坪、生龍口），鉀-氬同位素年齡142Ma ～135Ma，習慣稱為狹義的“蕩坪巖體”；燕山早期第二階段第二次侵入的細粒的含石榴石二云母花崗巖（γ52-2b），主要分布在中粒黑云母花崗巖的邊部；花崗斑巖（γ53-1），屬燕山晚期第一階段產物，鉀-氬同位素年齡106Ma，沿復式巖體中部呈北北西向寬闊的巖墻狀斜貫于其他各階段巖體之中。巖體頂部常出現由微斜長石、石英組成的“似偉晶巖殼”。

表1 西華山花崗巖侵入期次劃分

西華山巖體燕山早期斑狀中粒黑云母花崗巖（γ52-1a）和中粒黑云母花崗巖（γ52-1b）主要成礦元素與維氏值進行比較（表2），W、Sn、Mo、Bi 含量分別為相應維氏值的10.2，13.27，2.53，595.67 和75.18，8.3，4.15，932.22 倍。圍巖中成礦元素W、Sn、Mo、Bi 的含量是南嶺地殼沉積巖豐度的6.38 倍、6.89 倍、0.98 倍和1.87 倍。似可說明，西華山巖體周邊巨厚的寒武系淺變質巖為殼源改造型花崗巖漿提供了豐富成礦物質來源，重熔、多期次侵入成巖結晶分異的復式的花崗巖體具有高背景值的W、Sn、Mo、Bi，成為西華山鎢礦田成礦母巖。

2.1.3 西華山礦體圍巖

西華山花崗巖體周圍的地層，屬前泥盆紀楊眉寺統(tǒng)，該地層除受區(qū)域變質影響外，又受花崗巖體侵入所引起的接觸變質作用的影響，巖性復雜，產狀混亂，大致走向北東東，傾向北西或南東，傾角60～80°。根據巖性特征及空間的分布，可分為下層云母石英片巖、中部石英質砂巖與千枚巖互層及上層石英質砂巖三層。

2.1.4 典型地質剖面

按照礦脈排列空間展布，西華山鎢礦劃分為北、中、南三個區(qū)，大老虎頭以北為北區(qū)，北區(qū)與中區(qū)大致以F4 為分界線；大老虎頭以南至F3 斷裂為中區(qū)；F3 斷裂以南至F1 斷裂為南區(qū)。在平面上脈組一般呈北東東向展布。北區(qū)礦脈一般規(guī)模較大、厚度變化小；中區(qū)東段礦脈短小、礦化深度最淺，中區(qū)西段礦脈延伸較穩(wěn)定，但其長度、礦化深度不大；南區(qū)礦脈厚度一般較小、延伸較長、礦化深度較大。其中北東向斷裂以F1 為代表，為池江大斷裂的次級斷裂；在礦區(qū)內走向50°～65°，傾向北西為主，傾角70°～85°，經過井下巷道游覽線在215 往里810m 向西轉彎處（長度約25m）、230 巷道往里600m（長度約35m），地表出露長3500m，表現為斷裂破碎帶，最大寬度40m，屬成礦前形成但具多期活動的斷裂，主要顯示為壓性為主的壓扭性特征，平面上呈左行扭動（北西盤相對往南西）。該斷裂嚴格控制了西華山復式花崗巖株的南界，并將所有的礦脈限制于其北側，對西華山南區(qū)礦脈的形成有著直接的影響，為控巖控礦斷裂。

2.2 找礦地質標準及地質標志

2.2.1 中國第一塊鎢礦石發(fā)現地（鄔利亨撿到鎢礦石地）

據《大余縣志》記載，早在宋朝（公元960 年～1279 年），西華山的觀音巖、大水坑、正橋頭、牛婆坑一帶就有人開始采煉錫礦，直到清朝康熙年間（公元1662 年～1723 年）才停止。當時，雖然黑石到處可見，但不知道是鎢礦石。清朝末年，大余縣城天主教福音堂德籍牧師鄔里亨含有稀有金屬—鎢。

2.2.2 “五層樓”找礦標志

“五層樓”模式來源于1965 年909 隊地質人員勘探漂塘鎢礦時總結出的細脈帶礦床脈體垂直空間變化規(guī)律，即：自上往下變化：①地表線脈帶→②細脈帶→③細脈和大脈混合帶→④大脈帶→⑤單獨大脈（插入花崗巖中）。

“五層樓模式”的樹形分叉及分層結構，一是源于各處礦脈擴展速率的差異，二是因為擴展時間的差異。越近地表，圍壓越小，液壓（流體壓力）與圍壓（圍巖壓力）之差就越大，流體就能在短時間內致裂巖石，形成多個破裂中心，并造成礦脈的樹形分支，表明“五層樓”模式其成礦作用具有巖漿成礦的特征。

西華山鎢礦三坑口上部有一處五層樓找礦模型細脈標志帶，屬黑鎢礦脈，脈帶寬度10m，石英微脈蝕變帶，單脈寬度1mm ～5mm，僅具有微弱礦化，不具工業(yè)價值。

2.2.3 含礦石英脈

花崗巖為鎢礦體的母巖，在花崗巖與石英脈的接觸帶上可能存在鎢錫礦體，鎢錫礦體出露地表露頭較少，基本看不見，所以本礦山采用井下開采方式進行開采，花崗巖硬度大，巖石完整，巷道內除破碎帶處基本無需支護。一般脈寬0.5m ～1.5m。299 號礦體脈寬較大，平均脈寬可到近2m。

2.3 礦業(yè)水體及空間遺跡

2.3.1 礦山取水地（章江）

礦區(qū)以南為章江的浮江段，西華山鎢礦浮江工人村位于章江旁，在章江堤旁有一處礦山一級供水站，用于礦山生產生活供水。章江河道窄小，曲折多彎，水位變化甚大，平均流量34.5L/s，最大流量為48.03L/s，往南匯入章江南支，章江是贛江支流之一，屬長江流域鄱陽湖水系。是大余、崇義等五縣（市、區(qū)）的飲水、工業(yè)用水等水功能體系，其水質質量不但對大余流域，而且對章江源頭及下游和鄱陽湖水系的經濟建設和社會發(fā)展具有重要意義。

2.3.2 299 號礦脈空間遺跡

299 號礦脈～西華山乃至贛南的“王牌”礦脈，位于西華山礦體北區(qū)的五號坑，長920m，最厚達3.60m，平均脈幅0.94m，工業(yè)礦化延深60m ～200m，最深350m，傾向北北東，傾角80°，無論長度及幅寬，均為全山第一。礦脈主要產在中粒黑云母花崗巖中，其次為斑狀中粒黑云母花崗巖中，極少數產在變質巖中。伴生礦物主要為錫石，一般呈完好的結晶，有大至5cm ～6cm，主要產生在上部云英巖中，尤以接近變質巖處及變質巖中為多。礦脈的西段晶洞中還有呈正方雙錐體的白鎢礦及呈立方晶體的螢石，并且還可以看到鎢華、鉬華及鉍華等伴生礦種。

目前該礦體資源量已基本消耗完，僅剩少量資源量。由于坑道已完成閉坑，地表塌方嚴重，故無法進入巷道對該礦體的采空范圍等進行實地調查，僅能通過地表塌陷判斷該礦脈的遺跡。

2.4 地質環(huán)境改變與地質災害遺跡

2.4.1 地裂縫

由于人為地下采礦活動的影響，導致地面出現不同程度的塌陷，在328 中段附近，可見一條寬0.8m ～1.0m、可見度深1.5m ～2.0m，長15m ～20m 的地裂縫，根據其規(guī)模、形態(tài)分析為拉伸型裂縫，是由于地表的拉伸變形超過表土的抗拉強度形成的，其主要特征為：橫向開裂，寬度較小，深度較小，地表不存在臺階，超前于工作面而開采發(fā)育。其形成是否與基巖采厚比有關，當基巖采厚比＜30 時，裂隙帶直達地表，容易形成開采地裂縫。地裂縫的發(fā)育是由基本頂的破斷而引起覆巖的全部垮落而造成的，其形態(tài)與基本頂的“O”型圈破壞相似。若其進一步發(fā)育，可形成崩塌、滑坡的地質災害。

巖石邊坡整體穩(wěn)定性較好，但是裂縫發(fā)育，擬對主要裂縫進行注漿，以固結破碎巖體、提高薄弱結構面強度和巖體自承能力，抑制變形的發(fā)展，對危巖體起到補強作用。此外，裂縫注漿后，可防滲堵漏，避免地表水進入裂縫進而導致邊坡載荷動態(tài)變化和冰凍脹裂等危害的發(fā)生。

2.4.2 崩塌、滑坡

西華山北區(qū)的298、299 等優(yōu)質礦脈，部分礦脈埋深較淺，離地表較近，為了合理、高效的利用礦產資源，該區(qū)局部采用露天開采方式，在三坑口與二坑口之間，形成一個長400m，寬300m，深30m ～40m 的露天采坑，坡角60°～75°，局部能達到80°。采場邊坡基巖裸露，破壞地貌景觀并造成水土流失；剝采形成的采坑，邊坡近似直立，在連續(xù)降雨、人為擾動、風化等條件下使得不穩(wěn)定塊體沿裂隙層面錯動、失穩(wěn)誘發(fā)，易引發(fā)崩塌滑坡等地質災害，對該區(qū)地質環(huán)境、甚至二坑口均有災害威脅。

采取措施：①設立警示牌、設立圍欄等；②對區(qū)內各段邊坡進行系統(tǒng)的邊坡坡面進行危巖清理，危巖清理采用人工清除和靜力爆破相結合的方式進行，對于小塊的危巖體通過人工撬除或機械清除的方式進行清理，大塊危巖體采取靜力爆破的方式進行；③采場底盤采取挖高填低、擋土墻護坡和生態(tài)、以放坡和植被混凝土恢復為主。進行放坡后，應采用錨桿（土釘）支護。

2.4.3 采空塌陷區(qū)

分布于山上公路橋至絲茅坪的礦區(qū)公路以下至378 中段河溝一帶，總體呈近東西走向，長約500m，寬約160m，分布面積約0.08km2，劃分為小型地面塌陷，空場體積約25 萬m3。塌陷可見深度一般大于10m，為塊石填塞，見多處山體裂縫，寬度1m 左右，多呈東西向延伸，地表形態(tài)破壞嚴重。上游選礦產生的廢水廢砂通過架設的鐵制板箱通過塌陷區(qū)，流入下游378 溝谷，最終匯入牛崗地尾礦庫。從塌陷區(qū)穿越，有小路下到378 及以下中段，在沿線附近均設置有警示牌，提醒人員不要進入采空塌陷區(qū)。

3 小結

西華山礦山公園包括現有三個礦權：①西華山鎢礦；②芭蕉譚鎢礦；③馬尾水鎢礦。其中西華山鎢礦是本次公園建設的主建設區(qū)，芭蕉譚鎢礦及馬尾水鎢礦為預留區(qū)，現均在生產。通過對其地質部分調查，建議前期將主要地質遺跡設計在西華山鎢礦礦權內，通過一定的保護措施，對其加以保護，開發(fā)利用。預留區(qū)內的礦權在開采過程中，應對具有典型的地質部分進行加以保護。待礦山閉坑后，地質遺跡再加以開發(fā)利用。