西华山钨矿是石英脉型黑钨矿大脉型矿床的典型代表，其成矿作用与西华山复式花岗岩的多期次侵入密切相关。复式花岗岩可分为三期：第一期为斑状中粒黑云母花岗岩，锆石SHRIMP U-Pb年龄152.6±2.1Ma；第二期为中粒黑云母花岗岩，年龄150.3±2.2Ma；第三期为花岗斑岩。与钨矿化关系密切的为前两期，均具高硅、高碱、贫钛铁镁钙磷特征，属强过铝质高钾钙碱性岩系。
两期花岗岩各自成矿、矿化强度差异显著是西华山最具特色的成矿规律。两期矿化之间为无矿或贫矿带所隔开，每一期岩体侵入后都伴随一次矿化。
“体中体” 附加侵入体是西华山花岗岩研究的重要新进展。在西华山矿区第二阶段中粒黑云母花岗岩体内，发现了细粒含斑二云母碱长花岗岩构成的附加侵入体，规模小、颗粒细、酸碱度增高，呈岩枝状隐伏产出，袁奎荣（1986）称其为“体中体”，是隐伏花岗岩预测和深部找矿的重要标志。这一发现证明第二、三阶段花岗岩不是连续岩浆演化产物，各自具有独立的岩浆演化序列。
同位素地球化学示踪明确了成矿物质来源。铅同位素具有高放射成因壳源铅特征（μ值9.74—9.76），值均一，铅来源单一，主要来自上地壳；硫同位素δ34S为－ 2.1‰—7.9‰（平均3.86‰），呈塔式分布，峰值2‰—5‰，说明成矿流体硫同位素均一化较完全，为单一岩浆源，区别于稳定地幔硫；氧同位素δ18O为7.4‰—11.9‰（平均 10.11‰），变化范围窄，具有岩浆岩衍生物特征。成矿流体属低盐度 NaCl-H2O体系，均一温度平均249.5℃，盐度平均10.38%，成矿深度平均4.17千米，为中温低密度流体。
