长期以来，勘查地球化学作为一种重要的矿产勘查方法和找矿信息的获取手段，在矿产勘查工作中已取得显著成效（谢学锦，2002；王学求，2013；丁书宏等，2021）。水系沉积物测量作为一种经典且有效的勘查地球化学技术，被广泛应用于区域矿产远景调查和矿产地质调查工作中，该技术具有找矿效率高及反映矿化信息丰富的特点，在圈定找矿远景区和发现矿化线索方面具有不可替代的优势（谢学锦，2003；吴春俊等，2014；张辉等，2018；陈海云等，2023）。

华窑山地区位于甘肃北山南带，前人在该研究区及邻区已开展1/20万水系沉积物测量工作，圈定了多处综合异常，先后发现小西弓、金庙沟、金庙井和新（老）金厂等10余处金矿床（甘肃省地矿局地球化学探矿队，1997）。近年来，在研究区邻区开展的矿产远景调查工作，采用1/5万水系沉积物测量圈定了一批有价值的地球化学异常，并通过开展异常查证工作，相继发现前红泉金矿和咸水井钨矿等多处大中型矿床，区域找矿前景良好（聂凤军等，2002；龚振中等，2020；赵吉昌等，2021a；丁书宏，2021）。然而，以往工作仅对研究区内地表发现的个别矿点进行了粗略评价，缺乏对区域地质背景、成矿环境、成矿作用和成矿规律等方面的系统研究。

本研究在1/20万区域地球化学测量的基础上，综合分析华窑山一带成矿地质背景和条件，优选研究区开展1/5万水系沉积物测量工作，对比分析了元素地球化学特征，并以区内地质背景和成矿地质条件为基础，结合异常特征和查证结果划分出成矿远景区，探讨了该区找矿方向和潜力。

研究区大地构造位置处于塔里木陆块区之敦煌基底杂岩隆起（潘桂堂等，2009）（图1）。区内出露地层为敦煌岩群（ArPtD）和第四系全新统（Qh）；岩浆侵入活动频繁，岩石类型复杂，主要有志留纪角闪辉长岩和二叠纪二长花岗岩，其中二叠纪二长花岗岩与已知金、钨矿化关系密切；断裂发育，以EW或近EW向为主，北山南带巨型韧性剪切带横贯全区，构成了区内主要的构造格架（赵建国等，2004），异常主要沿该断裂带分布。

（1）地层。根据岩石组合特征，将区内敦煌岩群划分为3个岩组（赵建国等，2004），分别为：敦煌岩群A岩组，岩性以变粒岩、片麻岩和片岩为主；敦煌岩群B岩组，岩性以角闪片岩、白云石英片岩和大理岩为主；敦煌岩群C岩组，岩性以变粒岩、大理岩、角闪片岩、千枚状片岩和石英岩为主。第四系全新统（Q）：主要分布于沟谷及平滩地带，为现代季节性河流，主要由冲洪积物组成。

（2）构造。EW或近EW向展布的断裂为区内主要构造格架，深大断裂及叠加的韧性剪切作用是金、钨矿的重要导矿和储矿空间，形成于中—新生代，NWW和NE向平移断裂稀疏发育；区内褶皱较为发育，主体褶皱核部位于华窑山南和大口子东山，褶皱枢纽走向在95°~135°之间，与主构造线方向一致；后期NWW和NE向平移断裂对褶皱两翼地层形成切割、错动（丁书宏，2021；杨镇熙等，2021）。

（3）岩浆岩。区内岩浆侵入活动频繁，岩石类型简单，以基性岩和酸性岩为主。其中，基性岩为志留纪角闪辉长岩，分布于研究区西北部，规模较小；酸性岩主要为二叠纪二长花岗岩类，根据各侵入体之间相互穿插关系，早期为中粒二长花岗岩，中期为中细粒斑状黑云二长花岗岩，晚期为浅肉红色中粒二云二长花岗岩（赵建国等，2004）。

（4）矿产。前人在区内尚未发现规模较大的矿床。金属矿化点有华窑山东南部黑钨矿化点，二长花岗岩内石英脉中星散分布黑钨矿化，石英脉中WO₃品位为0.36%，但规模较小；非金属矿点主要有鱼脊山蓝晶石矿点，圈定了5个含矿层，长度为110~3 000 m，宽度为2~14 m，含矿率为8%（沈秉恺等，1990）。

研究区地球化学景观属于干旱荒漠区（冯治汉等，2003），为大陆性干旱气候，降雨量稀少，蒸发量大，无常年地表径流，仅在暴雨季形成短暂季节性河流。研究区属低山丘陵地形，地势西高东低，山体走向大致呈EW向展布，山脉主脊位于研究区中部，水系发育，多数呈SN向分布，无明显阶地，全为干沟，以一级、二级水系为主，水系沉积物迁移距离较短，能够很好地反映原生找矿信息，适合开展水系沉积物测量（杨帆等，2011；陈世明等，2022）。

（1）采样布局及密度。研究区主要位于华窑山—新场一带1/20万 Au、W、As地球化学异常分布范围内。样点主要布设在一级和二级水系中，部分水系较长位置增加了采样点，每个采样点控制的汇水面积为0.125~0.250 km²。全区共完成采样面积287 km²，采样点1 263个，平均采样密度为4.4点/km²。

（2）采样部位、介质及样品过筛粒度的选取。选取河沟底部、转石背后和河道转弯内侧等有利于重矿物富集的部位，为了确保样品的代表性，一般沿水系在采样点上下20~30 m范围内多点取样组合成一个样品。采样介质主要为砂粒级物质，采样深度一般为10~30 cm，以减少风成砂的影响，过筛粒度参照《地球化学测量普查规范（1∶50 000）》（D/T0011-2015）执行，选取-4~+20目。

（3）主要测试指标。样品加工及测试严格按照《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ 0130.1-0130.13-2006）执行，样品加工及分析工作均在甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院实验室完成。共分析14种元素，包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Hg、Sb、As、Mo、W、Sn和Bi，其中Au元素采用化学光谱法测定，Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Sn和W元素采用熔融技术电弧发射定量光谱法测定，Bi、Sb和As元素采用加罩电极定量光谱法测定，Hg元素采用XG-4型数字测汞仪直测。数据报出率：Sb、Bi、Mo、W和As元素分别为96.1%、97.4%、97.8%、99.4%和99.8%，其余元素均为100%；重复样合格率在93.2%以上；Au内检合格率在95%以上，密检合格率达100%，其他元素内检和密检合格率均为100%。综上所述，样品分析质量可靠。

针对研究区内不同成矿地质体采用不同的采样密度，在重要含矿地质体及含矿构造地段加密采样，区内敦煌岩群内共采集样品1 018件，二叠纪二长花岗岩内采集样品217件，志留纪辉长岩内采集样品28件。参考区域元素富集特征统计方法（刘建宏等，2015），对研究区内各单元地质体中元素平均值（C）、变异系数（C_V）、叠加系数（D）和浓度克拉克值（K_K）进行统计（表1）。其中，元素平均值（C）是区域内元素丰度的表征，反映区域元素背景值；变异系数（C_V=S/X）反映元素离散程度和局部集中趋势；叠加强度（D=X·S/X₀·S₀）反映元素叠加地球化学作用强度，X和X₀分别为剔除特异值前后的平均值，S和S₀分别为剔除特异值前后的算数离差；浓度克拉克值（K_K=C_区域/C_全国）反映区域内元素富集程度及相对丰度值。

根据元素地球化学特征，结合研究区成矿地质背景，研究区内敦煌岩群（ArPtD）中Au、Sb、W、Sn、Bi，Mo和As元素分异性强，明显富集的元素为W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb和Sb，叠加特征较明显的元素为Au、Cu、Sb、As、W、Sn和Bi；志留纪角闪辉长岩（ν）中富集元素为Pb、Co、Ni、Sn和Bi，强分异元素为Ni、W、Sb、Co和Bi，后期叠加元素为W、Sb、Mo、As和Cu；二叠纪二长花岗岩（ηγP）中富集元素为W、Bi、Sn、Pb和Sb，强分异元素为W、Sn、Sb和As，具后生叠加特征的元素为W、Ag、Sn、Mo、Au、Hg和Sb。元素地球化学特征反映了以高温热液为主的矿化特征，与区内矿化特征相吻合。

按照异常下限的1倍、2倍和4倍圈定外、中、内带，并绘制异常图。运用迭代剔除法计算各元素背景值，取T=X+2S为理论异常下限（戴慧敏等，2010）。研究区内共圈定单元素异常89个，主要元素为W、Au、As、Sn、Pb、Zn、Cu和Ag等。异常总体展布同构造线方向，近EW向集中分布于华窑山—鱼脊山一带。

根据R型聚类分析结果（图2），结合元素地球化学性质和成矿地质背景，按照高、中、低温元素组合，将研究区14种元素划分为3个组合。第一组为Au、Ag、As、Sb和Hg，属于中低温热液元素组合，与研究区内发育的韧性剪切带相吻合，对寻找韧性剪切型金矿具有良好的指导意义；第二组为Cu、Pb、Zn、Mo、Ni和Co，属于中高温热液元素和基性、超基性岩中基本元素组合，与研究区内受NW和NE向断裂控制的热液活动及基性、超基性岩脉有关；第三组为W、Sn和Bi，属于高温热液元素组合，与研究区内的钨矿化和多期次热液活动有关。

本次工作在研究区圈定1/5万水系沉积物测量综合异常5个，结合区内地质背景、成矿地质条件、异常规模、强度及查证情况，划分出乙₁类异常2个、乙₂类异常2个和丙₃类异常1个（表2，图3）。

（1）HS-1综合异常。该异常面积为10.8 km²。异常元素为高温亲氧元素和中低温亲硫元素组合，主要由W、Au、Sn、Ag和As元素组成（表3），异常面积大且套合性好。W、Au、Sn和Ag异常均具内、中、外浓度分带，其中W异常面积最大，达到5 km²，极值为745.12×10^-6。异常区内出露地层主要为敦煌岩群C岩组黑云片岩和二云片岩，少量大理岩和角闪片岩，二叠纪中—细粒黑云二长花岗岩和斑状黑云二长花岗岩发育，在岩体外接触带发育混合岩化带。F₂和F₃断裂通过异常区北西部，断裂带内岩石破碎强烈。通过开展异常查证工作，在二叠纪二长花岗岩与地层的外接触带中发现一条钨矿化带，以白钨矿为主。

（2）HS-3综合异常。该异常面积为48.73 km²，元素组合为Au、W、Pb、Zn、Cu、Ag、Mo、Co、Ni、As和Hg等，异常面积大且套合性好（表4）。Au、W、Pb、Zn和As异常均具内、中、外浓度分带。其中，Au极值为123.3×10^-9；W异常面积连续，极值为242.06×10^-6，呈连续带状分布。区内出露地层主要为敦煌岩群C岩组石英片岩、角闪岩、千枚状片岩和少量大理岩，二叠纪二长花岗岩分布面积较广，F₆、F₇、F₈、F₁₀和F₁₁断裂通过异常区，其中F₆和F₇断裂规模大，断裂带内岩石破碎强烈，可见硅化现象，闪长岩脉发育，W异常沿F₆断裂形成一条带状浓集带。通过工程揭露控制，圈定钨矿体8条，矿体长度为242~500 m，厚度为1.87~6.52 m，矿体平均品位为0.103%。初步推断成矿类型为与闪长岩有关的受节理断裂控制的高温热液型（图4）。

（3）HS-4综合异常。该异常面积为26.2 km²，主要由W、Au、Mo、As、Cu、Pb、Zn、Sb、Ni、Ag和Hg元素组成，异常面积大且套合性好（表5，图5）。W和Au为主成矿元素，W极值为1 401.06×10^-6，Au极值为61.9×10^-9。Mo3异常具中、外浓度分带。异常区内出露地层主要为敦煌岩群C岩组黑云片岩、二云片岩、角闪片岩和千枚状片岩。北东部侵入体为二叠纪二长花岗岩。F₅断裂从异常西南部穿过，断裂规模大，断裂带内岩石破碎强烈，硅化和闪长岩脉发育。经地质草测及槽探揭露等工作进行查证，在异常区内圈定出6条钨矿体（图6）。矿体呈透镜状和脉状，长度为50~240 m，厚度为1.12~3.88 m，矿体品位为0.074%~0.504%，矿体类型属于受断裂控制的细脉浸染型钨矿化。

（4）HS-5综合异常。该异常面积为29.9 km²，元素组合为Zn、W、Sn、Bi和Sb（表6），其中，W、Sn和Bi元素异常套合性好。W、Sn和Sb异常均具有内、中、外浓度分带。其中，W异常面积为2.4 km²，极值为839.86×10^-6。异常区内出露地层为敦煌岩群C岩组石英片岩和二叠纪二长花岗岩，接触带内外发育有混合岩化。F₁₂和F₁₉断裂穿过异常区。对比上述异常，该异常成矿地质背景及元素组合特征与HS-4综合异常相似，该异常区内具有寻找受构造控制的热液型钨矿化的前景。

研究区位于小西弓—帐房山华力西—印支期金钨成矿带上（张新虎等，2008），该成矿区带内已发现金、铜、铁和钨矿床数十处。成矿带内发育的内生矿产与地层—构造—岩浆岩在时空分布上具有密切成因联系，具一定成矿专属性。研究区内敦煌岩群C岩组为一套富含Au、W和As元素的中深变质岩系和浅变质碎屑岩，为含矿初始建造；泥盆—三叠纪大面积中酸性岩浆侵入，在提供成矿必需热源的同时，促使成矿物质活化、迁移，在侵入体的内外接触带富集成矿，区内钨、砷矿化主要赋存于侵入体接触带位置；NW向深大断裂及近EW向次级断裂发育，尤其发育北山南带巨型韧性剪切带，区域上已发现金矿主要受该韧性剪切带控制，为大型金成矿带（于海峰等，1998），区内剪切带长度超过6 km，宽度为300~400 m，呈NE向展布，向SE向延伸至前红泉金矿。上述构造为岩浆和矿液提供了运移通道及扩散、渗透条件，含矿热液在有利构造空间分异、富集成矿，区内金、砷和钨矿化主要受韧性剪切带、断裂及其形成的破碎带控制。丁书宏（2021）研究认为，北山南带三叠纪大型剪切作用和岩浆侵入作用为成矿物质活化和迁移提供了热动力和运移通道，为区域大规模金属矿产成矿作用提供了良好条件。

区域上咸水井钨矿异常元素组合为W、As、Au、Bi、Mo和Sn，以W、As和Au为主，W、As和Au异常均具内、中、外浓度分带，异常强度高且浓集中心明显，W元素峰值为173.3×10^-6，异常呈近EW向沿晚石炭世英云闪长岩与大理岩接触带分布；小西弓金矿异常元素组合为As、Au、Ag、Cu和Mo，以Au、Ag和As为主，Au峰值为448×10^-9，Au和As单元素异常套合好且浓集中心明显，异常呈NWW向展布；金庙井金矿异常元素组合为Au、As、W、Cu、Sn、Pb和Zn，以Au、As和W为主，异常规模大且强度高，浓集中心明显，Au和As异常具内、中、外浓度分带，W异常具中、外浓度分带，元素套合性好（龚振中等，2020）；前红泉金矿异常元素组合为Au、As、W和Mo，各元素之间套合性较好，Au为主成矿元素，峰值为117.1×10^-9，异常强度最强，具有三级浓度分带，浓集中心多处于韧性剪切带内，Au和As单元素异常套合性好，展布方向与北山南带巨型韧性剪切带展布方向基本一致（陈世明等，2022）。

通过对比区域已发现典型矿床异常特征，认为As元素可作为区内寻找金矿的示踪元素，与研究区地球化学异常规模大、强度高且浓度分带明显，且Au、As元素套合性好的特征高度吻合，显示出区内良好的找矿潜力。因此，综合分析区内成矿地质条件、异常控制因素、异常规模强度和元素组合等特征，认为应进一步加大研究区金、钨和砷等矿种的查证力度。

根据以往区域重砂、1/20万水系沉积物测量，在华窑山一带优选成矿地质条件较好的地带，通过开展1/5万水系沉积物测量和查证工作，根据异常特征并结合成矿地质背景，经过逐级筛选（朱裕生等，2000），初步划分出3个具有良好找矿潜力的远景区（图7）。

该远景区位于华窑山以北，面积为26.2 km²，包含HS-1和HS-2综合异常，出露地层为敦煌岩群C岩组，二叠纪二长花岗岩从北部侵入，为成矿提供必需的热源，NE向断裂穿过远景区，是成矿富集的有利构造。通过开展异常检查，在二叠纪二长花岗岩与角闪片岩内接触带内发现白钨矿化，建议在区内采用大比例尺化探扫面，进一步浓缩异常，同时系统收集构造裂隙与矿化之间的关系，通过工程揭露控制，以期圈定有价值的工业矿体。

该远景区位于华窑山东西两侧，面积为27.5 km²，包含HS-3和HS-4综合异常，出露地层主要为敦煌岩群C岩组；后期岩浆热液活动频繁，闪长（玢）岩脉发育；NEE、近EW向断裂和北山南带巨型韧性剪切带贯穿远景区。经异常查证，圈定出14条钨矿体和4条毒砂矿化体，均赋存于敦煌岩群C岩组二云片岩与二叠纪二长花岗岩接触部位，矿体严格受构造控制，呈透镜状分布。

综合分析认为，该远景区内成矿地质背景、地球化学特征与区域上前红泉和小西弓金矿极为相似，找矿潜力较大。建议对已圈定的钨矿体和毒砂矿化体进行系统控制，并开展深部验证工作。同时，结合区内构造控矿特征，借鉴构造地球化学寻找金矿的方法（赵吉昌等，2021b）和近年来岩屑测量在北山水系沉积物测量低缓异常中取得的极佳找矿效果经验（雷自强等，2022；刘永彪等，2022），在该区实施大比例尺地球化学扫面工作，以期实现金矿找矿新突破。

该远景区位于鱼脊山一带，面积为24.3 km²，包含HS-5综合异常，单元素W和Sn异常与前人圈定的白钨矿、锡石重砂异常完全重叠。二叠纪二长花岗岩大面积侵入，NE向和次级NW向断裂贯穿远景区。通过与已发现矿体的KB2远景区进行对比，发现该远景区具有相似的成矿条件，成矿潜力较大，在石英脉、闪长岩脉和绢云石英片岩中发育有零星的白钨矿化。因此，建议在该区开展详细的大比例尺地球化学测量和地质填图工作，在系统收集矿化信息的基础上，配合地表工程开展揭露验证工作，以期圈定矿化体。

（1）通过1/5万水系沉积物测量，准确掌握了华窑山一带元素空间分布特征和元素组合富集规律，圈定单元素异常89个、综合异常5处，确定主成矿元素为Au、W和As。

（2）基于水系沉积物异常特征，在区域成矿地质背景的基础上初步划分出华窑山北、华窑山和鱼脊山3个找矿远景区，通过异常查证发现了华窑山钨矿、大口子东山钨矿和华窑山毒砂矿等矿点。结合区域近年来找矿成果，认为研究区具有较大的金矿找矿潜力，应部署进一步找矿勘查工作，力争取得新突破。

（3）应用水系沉积物地球化学测量在甘肃北山戈壁荒漠干旱区可快速圈定异常，并划分出有利的找矿远景区，该方法具有经济、快速且便捷的特点，是实现找矿突破的重要手段。