河南省南陽市陳溝一帶稀土礦地質特征及找礦潛力

方懷賓 李開文 劉 坤 王小娟 趙 煥

（1.河南省地質調查院，河南 鄭州 450001；2.河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室，河南 鄭州 450001）

陳溝位于河南省南陽市臥龍區(qū)政府駐地西北約30 km，屬于秦嶺—大別成礦省，東秦嶺Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-Nb-Ta-Li-Fe-螢石-石墨-夕線石-紅柱石-藍晶石-金紅石-石油-天然氣-油頁巖-天然堿-石膏成礦帶，南陽西北部Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-Nb-Ta-Li-Fe-螢石-石墨-夕線石-紅柱石-藍晶石-金紅石-白云母-獨山玉成礦亞帶［1］。該成礦帶是包括研究區(qū)在內河南省重要的有色、貴金屬、“三稀”、非金屬和能源礦產成礦帶。稀土礦是當今世界戰(zhàn)略性礦產資源，是我國的優(yōu)勢礦種之一，其中內蒙古、江西、福建等是中國稀土資源大省。風化殼離子吸附型稀土礦還是中國特有的優(yōu)勢資源，也是近十幾年來中國稀土資源主要開采對象［2-4］。河南是我國礦產資源大省，但在稀土礦產資源找礦方面突破不大，僅在新安縣煤及鋁土礦勘查中發(fā)現(xiàn)了伴生輕稀土礦［5-6］，近年來較為突出的也只有西峽縣太平鎮(zhèn)以Ce、La、Nd輕稀土元素為主的中型稀土礦［7］。2014—2016年通過開展河南1∶50 000石門幅、內鄉(xiāng)幅、鎮(zhèn)平幅、安皋幅區(qū)域地質礦產調查工作，從區(qū)域地質調查研究入手，結合地球化學特征，新發(fā)現(xiàn)了風化殼離子吸附型稀土礦化點。此前研究認為，該類型稀土礦床是我國南方特有的稀土礦床類型［8］，并從其礦床成礦機理、成礦地質條件等方面進行了大量研究，總結了一系列成礦規(guī)律和找礦方向［9-14］。陳溝地區(qū)風化殼離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)，改變了該類礦產南有北無的傳統(tǒng)認識，增補了我國北方地區(qū)稀土找礦的又一類型，指示了下一步找礦方向，同時也顯示出河南以及北方地區(qū)該類型礦產的巨大找礦潛力。本研究結合陳溝地區(qū)最新地質勘探成果，對區(qū)內稀土礦地質特征及找礦潛力進行研究。

1 區(qū)域成礦地質背景

河南南陽市陳溝地區(qū)位于秦嶺造山帶東段，該區(qū)地處洛南—欒川斷裂南側，商南—丹鳳斷裂帶以北，屬秦祁昆造山系秦嶺弧盆系北秦嶺（二郎坪）巖漿弧［15］。中生代之后則卷入濱太平洋構造體系，處于盆山構造演化階段。由于受基底構造影響和制約，主構造線方向仍為NW向，變形方式以塊斷為主。白堊紀時期，在秦嶺造山帶內部發(fā)生右行剪切，形成了雁行狀排列的白堊紀陸相右旋走滑拉分盆地。新生代基本繼承了中生代晚期的構造格局，區(qū)域應力場方向為近EW向左行走滑剪切，在區(qū)內形成了上新統(tǒng)鳳凰鎮(zhèn)組斷陷盆地，同時在白堊紀盆地內部及邊界引發(fā)寬緩褶皺與逆沖斷裂。此外，沿河流及兩側形成河流階地及其沉積。即研究區(qū)前古生代和中新生代分別處于不同的大地構造位置，區(qū)內巖漿巖、構造極為發(fā)育（圖1）。

區(qū)域地層區(qū)劃分屬前古生界屬華北地層區(qū)，以區(qū)域上朱陽關—夏館斷裂帶為界，北東側為北秦嶺地層分區(qū)，南西側為中秦嶺地層分區(qū)。由老到新依次出露古元古界雁嶺溝巖組，主體為一套中深變質巖系，以含石墨大理巖、含透輝石、透閃石及少量橄欖石等變質礦物的鎂質大理巖為主，夾黑云斜長片麻巖、黑云石英片巖、斜長角閃（片）巖等。原巖為白云巖、泥灰?guī)r和鈣質砂巖，多含有泥質和較高的鎂質，夾泥巖、砂巖等。主體為濱淺海相沉積，其中大量碳酸鹽巖組合，顯示碳酸鹽巖臺地相的沉積環(huán)境，自下而上由較為純凈的大理巖向上過渡為發(fā)育條帶，普遍含透閃石、透輝石等特征變質礦物，以及白云石大理巖、石英大理巖等，呈現(xiàn)出由碳酸鹽臺地相過渡為泄湖相到臺緣相的變化，也在不同程度上反映出相對穩(wěn)定到較為動蕩環(huán)境的轉變。該巖組為活動大陸邊緣構造環(huán)境下形成的陸源碎屑巖—碳酸鹽巖沉積建造，為金、石墨礦的賦礦層位；寒武系—奧陶系火神廟組為星散且大小不等的捕擄體產出，主要為灰綠色、墨綠色斜長角閃片巖夾灰色薄—中層狀大理巖，少量夾斜長黑云片巖。火神廟組原巖主要為變細碧（玢）巖及少量石英角斑巖、角斑巖、硅質巖和碎屑巖，在有些地段巖石中可見到氣孔、杏仁、流動和枕狀構造，具有典型的海底火山強烈噴發(fā)（噴溢）活動沉積的特征，硅質巖的出現(xiàn)反映本組可能形成水體較深。該組為金、銀、鉛鋅礦等賦礦層位。

中新生界地層主要為上白堊統(tǒng)高溝組，主體為一套沖洪積作用形成的灰紅色厚層狀復成分粗—細礫巖與褐紅色中層復成分中—細砂礫巖或含礫砂巖構成的韻律層，下部常見洪積扇根部位形成的灰紅色巨厚層狀復成分粗角礫巖，或過渡為灰褐、黃褐、灰黃色復成分粗礫巖與復成分砂礫巖或含礫粗砂巖構成向上變細的韻律。上部為河流作用形成的一套灰白色巨厚層狀礫質中粒長石石英砂巖與灰白色中層狀含礫中粒砂巖互層。砂礫巖中發(fā)育楔狀斜層理、交錯層理、疊瓦構造等，顯示古流向自北而南，與現(xiàn)今地貌格局基本一致。該組主要為一套紅色、褐紅色粗碎巖磨拉石沉積建造，下以紅色、褐紅色，上以灰白色為特征，形成于干燥氧化條件下洪積扇—河流相的洪積—沖洪積相沉積環(huán)境。

第四系在研究區(qū)南部廣泛分布，尤其是在山前及其較大河流兩側疊置較為明顯。出露地層為中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)洪沖積層。巖性以棕紅色含礫鈣質結核亞黏土為主，垂向上，礫石減少過渡為以砂質成分為主，顯示正粒序層。中更新統(tǒng)洪沖積層多呈棕紅色、褐紅色、桔紅色的顏色特征，反映出相對溫熱的氧化環(huán)境。晚更新統(tǒng)沙級物明顯增多，砂感增強，顏色逐漸變?yōu)榛尹S色。該套洪沖積層沉積物總體以淡黃色、褐色、灰黃色及赤褐色為特征，也反映了當時為相對溫冷的氣候環(huán)境。全新統(tǒng)巖性為灰黃色砂礫石和砂層。晚期河漫灘者多為灰雜色調，常呈灰黃色、灰紅色、紫灰色、黃白色等。巖性多為礫質粗—細砂層，其地貌格局在區(qū)內均表現(xiàn)為近SN向，也就是現(xiàn)今的地貌格局。

研究區(qū)巖漿巖十分發(fā)育，除了上述出露少量寒武系—奧陶系火山巖外，發(fā)育大面積的古生代侵入巖，包括奧陶紀閃長巖類、志留紀二長花崗巖類及末志留世正長花崗巖系列。

奧陶紀以閃長巖類為主體，巖石多具有粗粒結構、弱片麻狀構造。礦物成分以斜長石為主，少量鉀長石、角閃石、黑云母，具有富鈉貧硅、鉀的特點，屬于準鋁質花崗巖類，巖石稀土元素具有明顯的輕重稀土分餾特征；志留紀二長花崗巖以黑云母二長花崗巖為主，巖石多具有似斑狀結構，塊狀構造。礦物成分主要為斜長石、鉀長石、石英、黑云母及白云母。巖石相對富鉀貧鈉，為過鋁質花崗巖類，稀土元素具有明顯的輕重稀土分餾特征，相對虧損Ba、Sr、Nb、Ta、Ti和P；末志留世正長花崗巖多呈淺玫瑰紅色，似斑狀結構，塊狀構造。巖石以富含鉀長石斑晶為特征，基質主要為鉀長石、斜長石、石英及黑云母，巖石明顯富鉀貧鈉，為過鋁質花崗巖類。稀土元素具有中等輕重稀土分餾特征，富集大離子親石元素，具有高度分異花崗巖特征。

此外，研究區(qū)中酸性脈巖發(fā)育，巖性主體為灰白色二長花崗質偉晶巖和淺紅色正長花崗質偉晶巖，展布方向嚴格受區(qū)域構造裂隙控制，局部密集成群分布，規(guī)模大小相差懸殊，脈體以NE和NW向為主，且具有NE向早、NW向晚的特點。其中，二長花崗質偉晶巖多發(fā)育于奧陶紀閃長巖和志留紀二長花崗巖中，正長花崗質偉晶巖主要發(fā)育于末志留世正長花崗巖及其外圍的志留紀二長花崗巖中，表明二者與不同期次侵入體的親緣性。

花崗偉晶巖類w（SiO2）平均為73.52%，高于中國花崗巖平均值。總堿度w（K2O+Na2O）為4.71%～10.22%，平均8.39%，w（Na2O）/w（K2O）為0.14～1.72，平均 0.66，顯示富鉀特點；w（MgO）為 0.12%～0.84%，平均0.34%，顯示富硅、堿、鉀、貧鎂、鈉的特征，A/CNK=0.99～1.22，平均1.08，屬過鋁質花崗巖類。里特曼指數(shù)（σ）為0.51～4.09，平均2.49，總體為鈣堿性花崗巖類；微量元素顯示大離子親石元素（LILEs）Rb、K等相對富集明顯，相對虧損Nb、Ta、U，高度虧損P和Ti，顯示了高度分異演化的花崗巖特征，反映了巖漿演化后期的特征；稀土元素總含量w（ΣREE）為（21.18～341.48）×10-6。其中，w（ΣLREE）為（13.67～310.01）× 10-6，w（ΣHREE）為（5.41～144.50）× 10-6。w（ΣLREE）/w（ΣHREE）為 1.15～9.85，（La/Yb）N為 4.43～39.64，（La/Sm）N為 2.40～9.48，（Gd/Lu）N為 1.05～3.31，屬于輕稀土富集型。δEu 0.24～0.79，平均0.52，具有較高的負Eu異常現(xiàn)象，顯示巖漿演化后期的特點。同時，二長花崗質偉晶巖與正長質花崗偉晶巖相比，前者稀土總量總體明顯高于后者，顯示了巖漿的正常演化序列。

總體上，由閃長巖類—二長花崗巖類—正長花崗巖，巖石稀土總量和輕稀土總量明顯降低。稀土元素配分曲線均表現(xiàn)為向右傾斜的“V”型特征，不同期次的花崗巖類稀土元素特征基本一致，表明各單元具有相似的來源和巖漿演化過程。由閃長巖類—二長花崗巖類—正長花崗巖，Ba、Sr、w（Zr）/w（Hf）、w（Nb）/w（Ta）值總體呈降低趨勢，而Rb、w（Rb）/w（Ba）、w（Rb）/w（Sr）值總體呈升高趨勢，反映了巖漿結晶分異程度的提高。花崗巖成因R1-R2判別表明，從閃長巖類—二長花崗巖類—正長花崗巖，構造環(huán)境分別對應于板塊俯沖—碰撞—碰撞后的各個階段［16-18］。從上述各階段侵入巖稀土元素含量來看，俯沖期和碰撞期花崗巖類背景值較高，為研究區(qū)稀土礦的物質來源。

研究區(qū)總體構造形跡呈NE向和NW向兩組（褶皺及斷裂），均具有多期活動特征。NW向斷裂構造控制了區(qū)內地質體總體走向，其活動時代從晉寧中晚期一直延續(xù)到印支—燕山期。NE向斷裂具有截切NW向斷裂的特征，部分為NW向斷裂的次級斷裂。北部發(fā)育NW向脆性斷裂與韌性剪切帶，被NE向脆性斷裂所截切，并發(fā)生右行走滑。NW向與NE向斷裂形成時期應晚于志留紀。陳溝附近發(fā)育大規(guī)模稀土礦化，在礦化范圍內發(fā)育大量NE向斷裂，同時礦化受其控制。而NW、NE向兩組花崗偉晶巖脈的存在，應于早期兩組構造有直接聯(lián)系，從而控制了兩組方向脈巖的發(fā)展。其形成時代應為志留紀末期至泥盆紀初期。本研究分析認為NW向與NE向斷裂應為其控礦構造，也是導致本區(qū)侵入巖普遍發(fā)育同方向節(jié)理、裂隙，巖石碎裂的直接原因與應力場，對加速原巖不斷風化，使REE從中溶出，也為后期成礦元素運移、富集提供了良好通道。

中生代中晚期—新生代時期，研究區(qū)處于盆山構造演化階段。受上述基底構造影響和制約，主構造線方向仍為NW向，變形方式以塊斷為主。白堊紀時期，在秦嶺造山帶內部發(fā)生右行剪切，區(qū)內形成了下白堊統(tǒng)白灣組、上白堊統(tǒng)高溝組、馬家村組、寺溝組等陸相斷陷盆地，并在寺溝組中形成了“S”型扭曲，區(qū)域上形成雁行狀排列的白堊紀陸相右旋走滑拉分盆地。新生代基本繼承了中生代晚期的構造格局，區(qū)域應力場方向為近EW向左行走滑剪切，在白堊紀盆地內部及邊界引發(fā)寬緩褶皺與逆沖斷裂。本期構造疊加于前古生代構造體系之上，加劇了志留紀侵入巖的風化與破碎，在盆地邊緣有利地形地貌條件下，堆積保存了風化殼，促使風化殼型離子吸附型稀土礦形成。

2 地球化學異常特征

2.1 1∶200 000水系沉積物異常特征

研究區(qū)與地殼克拉克值相比，高于全國的有Ag、Al、Au、Ba、Be、Co、Cr、Cu、F、K、La、Mg、Mn、Na、Nb、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Ti、W、Y、Zn、Zr，其它元素低于或接近全國平均值。全省數(shù)據(jù)的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、W、Sn、Mo、Bi、As、Sb、Co、Ni元素中，除As元素外，其它元素背景值均高于全省背景值。Bi的變異系數(shù)為45.33，La高達47.51。研究區(qū)大面積出露志留紀侵入體，發(fā)育寒武系—奧陶系火山地層捕擄體，地球化學特征是富集Li、Sn、Be、La、Y、Nb、Zr、U、Th、Sr，親石W、Mo、P，親硫Ag、Pb、Hg、Sb等元素含量較高，分異顯著。La、Sr、Y等稀土元素濃集系數(shù)一般大于1.2，陳溝一帶大于1.5。據(jù)元素背景等綜合分析，圈定出了6個大小不等的化探綜合異常（圖1），異常形態(tài)呈卵形或橢圓形，從異常長軸展布方向來看，受NE向或NW向斷裂構造控制，陳溝及其它地區(qū)已發(fā)現(xiàn)稀土礦化的綜合化學異常呈近SN向或NNW向。

陳溝一帶綜合異常以Sn、W、Pb、La、U（63-丙2）為主，異常呈近SN向帶狀，面積52 km2，最高Sn為7.16×10-6，W 為 3.2×10-6，Pb 為 41.5×10-6，La為107×10-6，U為4.4×10-6。出露中—晚志留世二長花崗巖，不同巖相巖性發(fā)育，主要有細粒黑云母二長花崗巖、中粒黑云母二長花崗巖、斑狀細中粒黑云母二長花崗巖、細中粒二云母二長花崗巖，以及大量花崗偉晶巖脈等。四棵樹南一帶綜合異常以Hg、U、W、Cr、La（41-丙2）為主，異常呈近 SN 向橢圓形，面積12 km2，最高w（Hg）為 103×10-6，w（U）為 4.7×10-6，w（W）為3.2×10-6，w（Cr）為106×10-6，w（La）為99×10-6。出露中晚志留世細粒黑云母二長花崗巖、斑狀細中粒黑云母二長花崗巖，發(fā)育寒武—奧陶系大理巖、斜長角閃片巖、變砂巖、粉砂巖等。安皋一帶綜合異常以La、Y、P、F、U、Sr、Nb（80-丙2）為主，異常呈NNW向橢圓形，面積24 km2，最高w（La）為76×10-6，w（Y）為45×10-6，w（P）為2 287×10-6，w（F）為90.1×10-6，w（U）為 4.1×10-6，w（Sr）為 320×10-6，w（N）為b31×10-6。主要出露中—晚志留世中細粒黑云母二長花崗巖、中粒黑云母二長花崗巖、末志留世斑狀粗粒正長花崗巖，發(fā)育有寒武系—奧陶系斜長角閃片巖、大理巖等捕擄體。遮山地區(qū)綜合異常以W、Sn、Mo、Be、Sr、Zr、Hg、Nb、As、La（86-丙2）為主，異常呈不規(guī)則圓狀，面積20 km2，最高w（W）為4.33×10-6，w（Sn）為 5.1×10-6，w（Mo）為 3×10-6，w（Be）為 3.1×10-6，w（Sr）為 207×10-6，w（Zr）為 393.2×10-6，w（Hg）為 110×10-6，w（Nb）為 27.67×10-6，w（As）為 16.38×10-6，w（La）為57×10-6。出露地層為雁嶺溝巖組大理巖、白云石大理巖、透輝石大理巖、含石墨大理巖、高溝組復成分礫巖、砂礫巖、長石石英砂巖等。遮山北東85-丙2綜合異常以W、Mo、Bi、La為主，異常呈SN向橢圓形，面積8 km2，最高w（W）為3.1×10-6，w（Mo）為 1.75×10-6，w（Bi）為 0.75×10-6，w（La）為 108×10-6。出露基巖主要為中—晚志留世細中粒黑云母二長花崗巖，發(fā)育寒武系—奧陶系斜長角閃片巖、變質砂巖、大理巖等地層捕擄體。

2.2 1∶10 000土壤剖面異常特征

本研究重點對陳溝地區(qū)1∶200 000水系沉積物異常（63-丙2）進行了異常查證，布設了5條1∶10 000土壤剖面，另在遮山地區(qū)異常（86-丙2）布設了1條剖面進行檢查（圖1）。采樣粒度60目，深度一般為20～50 cm，取樣層位為原地風化形成的殘積物或坡積物，在淋積層（B層）或殘積層（C層）采樣。遇有外來物（如沖積物、塌積物等其它外來搬運物）時，穿過覆蓋物采集原地殘積物，或避開覆蓋物采集C層。分析項目為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y常規(guī)稀土15種元素，同時還分析有Li、Be、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Ba、Cr、Co、Ni、Sb、Mo、Bi、W、Sn、Mn、U、Th等20種元素。

查證結果顯示，陳溝一帶布設的4條1∶10 000土壤剖面，共采集樣品117件，有48件樣品稀土總量遠大于500×10-6，均顯示出明顯的地球化學異常，該異常區(qū)稀土礦化較強，且規(guī)模較大。稀土元素分析結果顯示，該區(qū)稀土總量最高可達3 232×10-6（圖2），其中最高w（La）729×10-6，w（Ce）為 1 251×10-6，w（Nd）為 702×10-6，3 種元素合計占稀土總量的83%，為輕稀土礦化類型。

統(tǒng)計結果表明，T1剖面32件樣品中，最高w（REO）0.13%，20件樣品w（REO）≥0.05%；T2剖面50件樣品中，最高w（REO）為0.39%，分別為最低工業(yè)品位下限（0.08%）的4.9倍，上限（0.15%）的2.6倍，22件樣品中w（REO）≥0.05%；T3剖面35件樣品中，最高w（REO）為0.11%，16件樣品w（REO）≥0.05%；Z5剖面85件樣品中，最高w（REO）為0.15%，36件樣品w（REO）≥0.05%；Z6剖面147件樣品中，最高w（REO）為0.18%，52件樣品w（REO）≥0.05%。該異常區(qū)有1/2以上地段稀土元素含量達到邊界品位，而未經風化的基巖稀土含量不高，陳溝一帶中細粒黑云母二長花崗巖稀土總含量為（94.4～191.6）×10-6，與研究區(qū)內花崗巖類稀土總量接近；未經風化的花崗偉晶巖脈稀土總量僅為（20.5～71.7）×10-6。由此顯示，該區(qū)花崗巖風化殼中稀土元素具有強烈富集的特點，屬風化殼離子吸附型稀土礦。遮山地區(qū)Z7剖面也有15件樣品達到邊界工業(yè)品位，具有良好的稀土找礦潛力。

此外，研究表明，研究區(qū)稀土礦化與U、Th元素含量具有極強的正相關性，一般w（REO）＞0.05%的地段，w（U）＞5×10-6，w（Th）＞70×10-6，可作為該類稀土礦產找礦的指示元素，反過來，稀土元素也是U、Th放射性礦產找礦的指示性元素，研究區(qū)的重砂礦物——獨居石則是二者共同的找礦指示礦物。

3 礦（化）體地質特征

據(jù)上述成礦地質背景條件，考慮到地形地貌因素，以及結合風化殼規(guī)模、空間分布等特征，經檢查揭露，在陳溝地區(qū)圈出了2處礦化體。

（1）丁樊—黃草山一帶礦化體。礦區(qū)出露中晚志留世細粒黑云母二長花崗巖、中粒黑云母二長花崗巖、（斑狀）細中粒黑云母二長花崗巖，巖性間均呈漸變過渡關系，其中穿插花崗偉晶巖脈、正長花崗偉晶巖脈等，以NE向為主，少量呈NW向。巖石普遍發(fā)育葉理化、片理化現(xiàn)象，地表發(fā)育紅褐色花崗巖風化殼，局部呈黃褐色。礦區(qū)斷裂構造發(fā)育，主體發(fā)育F4、F5、F6等3條NW向斷裂，南東側發(fā)育F1NE向正斷層，主斷面中高角度傾向NW，次級斷裂、裂隙也較發(fā)育，導致花崗巖強烈破碎，加速了風化殼形成，也為礦液運移、賦存提供了通道和場所。礦體沿NE向小山梁及其北西側緩傾山坡分布，總體構成一個NE向不規(guī)則橢圓形，長1 500～2 000 m，寬約1 200 m。礦化體厚度與風化殼厚度相當，主要由原地風化沙和黏土組成。山梁一帶一般厚約1 m，向北西緩坡逐漸過渡到6 m，平均厚約3 m。垂向上自下而上風化殼由粗變細，色調也從基巖的灰白色逐漸過渡為黃褐色、淡紅色、黃紅色、紅褐色。最高品位w（REO）為0.13%，平均0.92%。

（2）陳溝—西溝—黃龍?zhí)稖稀睖弦粠УV化體。出露基巖主要為（斑狀）細中粒黑云母二長花崗巖、（斑狀）中粒黑云母二長花崗巖等，巖性間為漸變過渡關系，巖石發(fā)育一組NE向近直立和一組中高角度傾向NE的共軛節(jié)理，其中穿插大量花崗偉晶巖脈，主要有NE向和NW向兩組。發(fā)育NE向（F1、F2、F3）和NW 向（F4、F5、F6）兩組脆性斷裂帶，NW 向斷裂近直立，NE向斷裂中高角度傾向NW，具有正斷層性質。該組斷裂規(guī)模較大，寬達200 m，走向上延伸數(shù)千米，并且截切NW向斷裂，顯示該組斷裂兼具左行性質。上述斷裂導致花崗巖體大面積碎裂、碎粒化，為礦化富集提供了通道與空間，形成了厚達數(shù)米不等的花崗巖風化殼。此外，巖石普遍發(fā)育高嶺土化、黏土化。礦化體大致沿NE向梁峁與溝谷展布，呈NE向長橢圓形，長2 000～2 500 m，寬900～1 600 m，與控礦斷裂構造大體一致。礦化體厚度與風化殼厚度相當，主要由原地風化沙和黏土組成，在梁丘一帶一般厚1～2 m，緩坡地段3～7 m，局部厚達近10 m，平均厚度約4 m。自下而上，色調也從基巖的灰白色逐漸過渡為黃褐色、淡紅色、黃紅色、紅褐色，粒度由粗變細。最高品位w（REO）為0.39%，平均0.86%。

4 找礦方向

4.1 綜合找礦模型及標志

綜合研究區(qū)地層、巖漿巖、構造特征以及化探、遙感等成果，本研究建立的綜合找礦標志如表1所示。

4.2 找礦預測

根據(jù)本研究構建的找礦模型（表1），并參照固體礦產預測評價方法及成礦地質背景研究要求［19-21］，圈定了3處找靶區(qū)（圖1）。

陳溝稀土金屬找礦靶區(qū)（1#區(qū)）面積約21 km2。主體發(fā)育中晚志留世黑云母二長花崗巖，星散出露寒武—奧陶系火神廟組中基性火山巖夾碎屑巖、碳酸鹽巖等，均呈捕擄體產出。南西側出露末志留世斑狀粗粒正長花崗巖，侵入中晚志留世二長花崗巖。該區(qū)普遍發(fā)育兩組花崗偉晶巖脈，侵入上述侵入體及地層中。地層中普遍發(fā)育接觸變質作用，主要為長英質角巖、斑點狀角巖，以及角巖化帶，局部發(fā)育矽卡巖等，且發(fā)育NE向及NW向兩組脆性斷裂構造，構造帶規(guī)模大。地表高嶺土化、黏土化十分發(fā)育，常見于兩組斷裂的交叉部位。發(fā)育1∶200 000水系沉積物Sn、W、Pb、La、U綜合地球化學異常，北西端發(fā)育有Hg、U、W、Cr、La綜合地球化學異常；1∶10 000土壤測量發(fā)育稀土元素異常，均處于1∶200 000水系沉積物圈定的綜合異常內，其中以La、Ce、Nd單元素異常為主，屬輕稀土礦化類型，尤其是NW向與NE向斷裂帶交叉部位，異常規(guī)模大，具有明顯的濃集中心。地形地貌上，處于四棵樹—金鐘山以南地勢由高變低，形成向南的緩坡地段，相對高差一般不超過100 m，多數(shù)為20～50 m，坡度一般不超過10°。地表發(fā)育針葉常綠喬木，其間多被低矮落葉灌木林覆蓋，總體覆蓋率可達90%以上。該區(qū)普遍發(fā)育紅褐色、黃紅色花崗巖風化殼，厚度一般為1～5 m，局部可達近10 m。陳溝一帶最高w（REO）為0.39%，平均0.86%，具有尋找大型輕稀土礦的潛力。

安皋稀土金屬找礦靶區(qū)（2#區(qū)）面積約14 km2。主體發(fā)育中晚志留世黑云母二長花崗巖，北西側出露末志留世斑狀粗粒正長花崗巖，其內發(fā)育NW向和NE向兩組花崗偉晶巖脈。南西側出露古元古界雁嶺溝巖組大理巖、白云石大理巖、含石墨大理巖及少量黑云斜長片麻巖、黑云石英片巖等，與中晚志留世二長花崗巖外接觸帶中普遍發(fā)育接觸變質作用，主要為矽卡巖化，矽線石化等。發(fā)育NE向及NW向兩組脆性斷裂構造，尤其以NE向構造帶規(guī)模大，其中朱陽關—夏館區(qū)域性大斷裂帶從本區(qū)南西側隱伏通過，區(qū)域資料顯示，該斷裂帶在研究區(qū)北西馬山口一帶，寬度可達1 000 m以上。地表高嶺土化、黏土化十分發(fā)育，常見于兩組斷裂的交叉部位，風化殼發(fā)育。發(fā)育1∶200 000水系沉積物La、Y、P、F、U、Sr、Nb綜合地球化學異常，其中單元素異常La達80×10-6，北西外圍還發(fā)育有Au地球化學異常。該區(qū)綜合地球化學異常本次未進行1∶10 000土壤剖面查證，但與上述陳溝找礦靶區(qū)地質特征相似，地形地貌差異不大，且該區(qū)花崗巖風化殼厚度一般在2～10 m，具有尋找大—中型稀土礦床的潛力。

遮山稀土金屬找礦靶區(qū)（3#區(qū)）面積約20 km2。南西段出露地層主要為古元古界雁嶺溝巖組大理巖、石英大理巖、含石墨大理巖，內部發(fā)育二長花崗巖脈、正長花崗巖脈、花崗偉晶巖脈等；上白堊統(tǒng)高溝組一套紅色碎屑巖系，主要有復成分礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂巖等；北東段主要出露中晚志留世細—中粒黑云母二長花崗巖，其內發(fā)育有規(guī)模不等的寒武—奧陶系火山巖—碎屑巖捕擄體，以及大量花崗偉晶巖脈等。本區(qū)構造發(fā)育，除了發(fā)育NW向和NE向兩組脆性斷裂之外，在遮山一帶雁嶺溝巖組中還發(fā)育韌性剪切帶，但多呈隱伏狀態(tài)。巖內發(fā)育大量不對稱組織、緊閉褶皺、鞘褶皺等。本區(qū)大部分地段被第四系松散堆積物覆蓋，深度一般不超過2 m。北東段出露的中晚志留世二長花崗巖整體呈半風化狀態(tài)，地表呈現(xiàn)的幾乎均為厚數(shù)米的花崗巖風化殼，呈醒目的褐紅色。區(qū)內發(fā)育1∶200 000水系沉積物W、Sn、Mo、Be、Sr、Zr、Hg、Nb、As、La綜合地球化學異常，北東發(fā)育有W、Mo、Bi、La綜合異常。1∶10 000土壤剖面查證顯示有稀土元素異常，以La、Ce、Nd單元素異常為主，屬輕稀土礦化類型，w（REO）平均為0.58%，北東部異常雖未查證，但單元素w（La）達108×10-6，加之有利的地形地貌條件，具有良好的稀土礦產找礦潛力。

5 結 論

（1）河南陳溝地區(qū)稀土礦化屬離子吸附型礦床類型，在河南省乃至我國北方地區(qū)尚屬新發(fā)現(xiàn)，擴大了我國北方稀土找礦的類型與范圍。

（2）陳溝地區(qū)采用1∶10 000土壤剖面測量對1∶200 000水系沉積物化探綜合異常進行查證，結合地質、遙感、地形地貌、水系、植被等綜合特征，并通過布設適量的揭露工程，尋找稀土礦產效果明顯。

（3）奧陶紀—志留紀侵入巖為該地區(qū)含礦母巖，獨居石礦物是其指示性礦物，U、Th是其指示性元素。NW向與NE向斷裂構造發(fā)育及其交匯處，基巖破碎、發(fā)育一定厚度的花崗巖風化殼是稀土礦產的有利成礦部位，褐紅色調的花崗巖風化殼是該區(qū)最快捷有效的找礦標志。

（4）在研究區(qū)圈定了找礦靶區(qū)3處，通過本次研究工作，新發(fā)現(xiàn)了稀土金屬礦化點4處，找礦效果明顯，該區(qū)具有良好的尋找大—中型風化殼離子吸附型稀土礦產的資源潛力。