河南省南陽(yáng)市陳溝一帶稀土礦地質(zhì)特征及找礦潛力

方懷賓 李開(kāi)文 劉 坤 王小娟 趙 煥

（1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001；2.河南省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001）

陳溝位于河南省南陽(yáng)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(lán)晶石-金紅石-石油-天然氣-油頁(yè)巖-天然堿-石膏成礦帶，南陽(yáng)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(lán)晶石-金紅石-白云母-獨(dú)山玉成礦亞帶［1］。該成礦帶是包括研究區(qū)在內(nèi)河南省重要的有色、貴金屬、“三稀”、非金屬和能源礦產(chǎn)成礦帶。稀土礦是當(dāng)今世界戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦種之一，其中內(nèi)蒙古、江西、福建等是中國(guó)稀土資源大省。風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦還是中國(guó)特有的優(yōu)勢(shì)資源，也是近十幾年來(lái)中國(guó)稀土資源主要開(kāi)采對(duì)象［2-4］。河南是我國(guó)礦產(chǎn)資源大省，但在稀土礦產(chǎn)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(lái)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(guò)開(kāi)展河南1∶50 000石門(mén)幅、內(nèi)鄉(xiāng)幅、鎮(zhèn)平幅、安皋幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，從區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究入手，結(jié)合地球化學(xué)特征，新發(fā)現(xiàn)了風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦化點(diǎn)。此前研究認(rèn)為，該類型稀土礦床是我國(guó)南方特有的稀土礦床類型［8］，并從其礦床成礦機(jī)理、成礦地質(zhì)條件等方面進(jìn)行了大量研究，總結(jié)了一系列成礦規(guī)律和找礦方向［9-14］。陳溝地區(qū)風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的發(fā)現(xiàn)，改變了該類礦產(chǎn)南有北無(wú)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，增補(bǔ)了我國(guó)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(shí)也顯示出河南以及北方地區(qū)該類型礦產(chǎn)的巨大找礦潛力。本研究結(jié)合陳溝地區(qū)最新地質(zhì)勘探成果，對(duì)區(qū)內(nèi)稀土礦地質(zhì)特征及找礦潛力進(jìn)行研究。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

河南南陽(yáng)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(cè)，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(gòu)造體系，處于盆山構(gòu)造演化階段。由于受基底構(gòu)造影響和制約，主構(gòu)造線方向仍為NW向，變形方式以塊斷為主。白堊紀(jì)時(shí)期，在秦嶺造山帶內(nèi)部發(fā)生右行剪切，形成了雁行狀排列的白堊紀(jì)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(gòu)造格局，區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向?yàn)榻麰W向左行走滑剪切，在區(qū)內(nèi)形成了上新統(tǒng)鳳凰鎮(zhèn)組斷陷盆地，同時(shí)在白堊紀(jì)盆地內(nèi)部及邊界引發(fā)寬緩褶皺與逆沖斷裂。此外，沿河流及兩側(cè)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(gòu)造位置，區(qū)內(nèi)巖漿巖、構(gòu)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(yáng)關(guān)—夏館斷裂帶為界，北東側(cè)為北秦嶺地層分區(qū)，南西側(cè)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(zhì)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(zhì)礦物的鎂質(zhì)大理巖為主，夾黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云石英片巖、斜長(zhǎng)角閃（片）巖等。原巖為白云巖、泥灰?guī)r和鈣質(zhì)砂巖，多含有泥質(zhì)和較高的鎂質(zhì)，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(tái)地相的沉積環(huán)境，自下而上由較為純凈的大理巖向上過(guò)渡為發(fā)育條帶，普遍含透閃石、透輝石等特征變質(zhì)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(tái)地相過(guò)渡為泄湖相到臺(tái)緣相的變化，也在不同程度上反映出相對(duì)穩(wěn)定到較為動(dòng)蕩環(huán)境的轉(zhuǎn)變。該巖組為活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)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(chǎn)出，主要為灰綠色、墨綠色斜長(zhǎng)角閃片巖夾灰色薄—中層狀大理巖，少量夾斜長(zhǎng)黑云片巖。火神廟組原巖主要為變細(xì)碧（玢）巖及少量石英角斑巖、角斑巖、硅質(zhì)巖和碎屑巖，在有些地段巖石中可見(jiàn)到氣孔、杏仁、流動(dòng)和枕狀構(gòu)造，具有典型的海底火山強(qiáng)烈噴發(fā)（噴溢）活動(dòng)沉積的特征，硅質(zhì)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(fù)成分粗—細(xì)礫巖與褐紅色中層復(fù)成分中—細(xì)砂礫巖或含礫砂巖構(gòu)成的韻律層，下部常見(jiàn)洪積扇根部位形成的灰紅色巨厚層狀復(fù)成分粗角礫巖，或過(guò)渡為灰褐、黃褐、灰黃色復(fù)成分粗礫巖與復(fù)成分砂礫巖或含礫粗砂巖構(gòu)成向上變細(xì)的韻律。上部為河流作用形成的一套灰白色巨厚層狀礫質(zhì)中粒長(zhǎng)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(cuò)層理、疊瓦構(gòu)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(cè)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(zhì)結(jié)核亞黏土為主，垂向上，礫石減少過(guò)渡為以砂質(zhì)成分為主，顯示正粒序?qū)印Ｖ懈陆y(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(duì)溫?zé)岬难趸h(huán)境。晚更新統(tǒng)沙級(jí)物明顯增多，砂感增強(qiáng)，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(dāng)時(shí)為相對(duì)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(diào)，常呈灰黃色、灰紅色、紫灰色、黃白色等。巖性多為礫質(zhì)粗—細(xì)砂層，其地貌格局在區(qū)內(nèi)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(jì)閃長(zhǎng)巖類、志留紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖類及末志留世正長(zhǎng)花崗巖系列。

奧陶紀(jì)以閃長(zhǎng)巖類為主體，巖石多具有粗粒結(jié)構(gòu)、弱片麻狀構(gòu)造。礦物成分以斜長(zhǎng)石為主，少量鉀長(zhǎng)石、角閃石、黑云母，具有富鈉貧硅、鉀的特點(diǎn)，屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)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(jì)二長(zhǎng)花崗巖以黑云母二長(zhǎng)花崗巖為主，巖石多具有似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母及白云母。巖石相對(duì)富鉀貧鈉，為過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類，稀土元素具有明顯的輕重稀土分餾特征，相對(duì)虧損Ba、Sr、Nb、Ta、Ti和P；末志留世正長(zhǎng)花崗巖多呈淺玫瑰紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石以富含鉀長(zhǎng)石斑晶為特征，基質(zhì)主要為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英及黑云母，巖石明顯富鉀貧鈉，為過(guò)鋁質(zhì)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(zhǎng)花崗質(zhì)偉晶巖和淺紅色正長(zhǎng)花崗質(zhì)偉晶巖，展布方向嚴(yán)格受區(qū)域構(gòu)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?yàn)橹?，且具有NE向早、NW向晚的特點(diǎn)。其中，二長(zhǎng)花崗質(zhì)偉晶巖多發(fā)育于奧陶紀(jì)閃長(zhǎng)巖和志留紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖中，正長(zhǎng)花崗質(zhì)偉晶巖主要發(fā)育于末志留世正長(zhǎng)花崗巖及其外圍的志留紀(jì)二長(zhǎng)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(guó)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(diǎn)；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(guò)鋁質(zhì)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(duì)富集明顯，相對(duì)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(fù)Eu異?，F(xiàn)象，顯示巖漿演化后期的特點(diǎn)。同時(shí)，二長(zhǎng)花崗質(zhì)偉晶巖與正長(zhǎng)質(zhì)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(zhǎng)巖類—二長(zhǎng)花崗巖類—正長(zhǎng)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(lái)源和巖漿演化過(guò)程。由閃長(zhǎng)巖類—二長(zhǎng)花崗巖類—正長(zhǎng)花崗巖，Ba、Sr、w（Zr）/w（Hf）、w（Nb）/w（Ta）值總體呈降低趨勢(shì)，而Rb、w（Rb）/w（Ba）、w（Rb）/w（Sr）值總體呈升高趨勢(shì)，反映了巖漿結(jié)晶分異程度的提高。花崗巖成因R1-R2判別表明，從閃長(zhǎng)巖類—二長(zhǎng)花崗巖類—正長(zhǎng)花崗巖，構(gòu)造環(huán)境分別對(duì)應(yīng)于板塊俯沖—碰撞—碰撞后的各個(gè)階段［16-18］。從上述各階段侵入巖稀土元素含量來(lái)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(zhì)來(lái)源。

研究區(qū)總體構(gòu)造形跡呈NE向和NW向兩組（褶皺及斷裂），均具有多期活動(dòng)特征。NW向斷裂構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)地質(zhì)體總體走向，其活動(dòng)時(shí)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(jí)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(shí)期應(yīng)晚于志留紀(jì)。陳溝附近發(fā)育大規(guī)模稀土礦化，在礦化范圍內(nèi)發(fā)育大量NE向斷裂，同時(shí)礦化受其控制。而NW、NE向兩組花崗偉晶巖脈的存在，應(yīng)于早期兩組構(gòu)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(shí)代應(yīng)為志留紀(jì)末期至泥盆紀(jì)初期。本研究分析認(rèn)為NW向與NE向斷裂應(yīng)為其控礦構(gòu)造，也是導(dǎo)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(yīng)力場(chǎng)，對(duì)加速原巖不斷風(fēng)化，使REE從中溶出，也為后期成礦元素運(yùn)移、富集提供了良好通道。

中生代中晚期—新生代時(shí)期，研究區(qū)處于盆山構(gòu)造演化階段。受上述基底構(gòu)造影響和制約，主構(gòu)造線方向仍為NW向，變形方式以塊斷為主。白堊紀(jì)時(shí)期，在秦嶺造山帶內(nèi)部發(fā)生右行剪切，區(qū)內(nèi)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(jì)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(gòu)造格局，區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向?yàn)榻麰W向左行走滑剪切，在白堊紀(jì)盆地內(nèi)部及邊界引發(fā)寬緩褶皺與逆沖斷裂。本期構(gòu)造疊加于前古生代構(gòu)造體系之上，加劇了志留紀(jì)侵入巖的風(fēng)化與破碎，在盆地邊緣有利地形地貌條件下，堆積保存了風(fēng)化殼，促使風(fēng)化殼型離子吸附型稀土礦形成。

2 地球化學(xué)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(guó)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(guó)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(dá)47.51。研究區(qū)大面積出露志留紀(jì)侵入體，發(fā)育寒武系—奧陶系火山地層捕擄體，地球化學(xué)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(gè)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(zhǎng)軸展布方向來(lái)看，受NE向或NW向斷裂構(gòu)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(xué)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(zhǎng)花崗巖，不同巖相巖性發(fā)育，主要有細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、斑狀細(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖，以及大量花崗偉晶巖脈等。四棵樹(shù)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(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、斑狀細(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，發(fā)育寒武—奧陶系大理巖、斜長(zhǎng)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(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、末志留世斑狀粗粒正長(zhǎng)花崗巖，發(fā)育有寒武系—奧陶系斜長(zhǎng)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(fù)成分礫巖、砂礫巖、長(zhǎng)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(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，發(fā)育寒武系—奧陶系斜長(zhǎng)角閃片巖、變質(zhì)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(diǎn)對(duì)陳溝地區(qū)1∶200 000水系沉積物異常（63-丙2）進(jìn)行了異常查證，布設(shè)了5條1∶10 000土壤剖面，另在遮山地區(qū)異常（86-丙2）布設(shè)了1條剖面進(jìn)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(fēng)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(lái)物（如沖積物、塌積物等其它外來(lái)搬運(yùn)物）時(shí)，穿過(guò)覆蓋物采集原地殘積物，或避開(kāi)覆蓋物采集C層。分析項(xiàng)目為L(zhǎng)a、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(shí)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(jié)果顯示，陳溝一帶布設(shè)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(yuǎn)大于500×10-6，均顯示出明顯的地球化學(xué)異常，該異常區(qū)稀土礦化較強(qiáng)，且規(guī)模較大。稀土元素分析結(jié)果顯示，該區(qū)稀土總量最高可達(dá)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(jì)占稀土總量的83%，為輕稀土礦化類型。

統(tǒng)計(jì)結(jié)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(dá)到邊界品位，而未經(jīng)風(fēng)化的基巖稀土含量不高，陳溝一帶中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖稀土總含量為（94.4～191.6）×10-6，與研究區(qū)內(nèi)花崗巖類稀土總量接近；未經(jīng)風(fēng)化的花崗偉晶巖脈稀土總量?jī)H為（20.5～71.7）×10-6。由此顯示，該區(qū)花崗巖風(fēng)化殼中稀土元素具有強(qiáng)烈富集的特點(diǎn)，屬風(fēng)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(dá)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(qiáng)的正相關(guān)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(chǎn)找礦的指示元素，反過(guò)來(lái)，稀土元素也是U、Th放射性礦產(chǎn)找礦的指示性元素，研究區(qū)的重砂礦物——獨(dú)居石則是二者共同的找礦指示礦物。

3 礦（化）體地質(zhì)特征

據(jù)上述成礦地質(zhì)背景條件，考慮到地形地貌因素，以及結(jié)合風(fēng)化殼規(guī)模、空間分布等特征，經(jīng)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(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、（斑狀）細(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖性間均呈漸變過(guò)渡關(guān)系，其中穿插花崗偉晶巖脈、正長(zhǎng)花崗偉晶巖脈等，以NE向?yàn)橹?，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(fēng)化殼，局部呈黃褐色。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主體發(fā)育F4、F5、F6等3條NW向斷裂，南東側(cè)發(fā)育F1NE向正斷層，主斷面中高角度傾向NW，次級(jí)斷裂、裂隙也較發(fā)育，導(dǎo)致花崗巖強(qiáng)烈破碎，加速了風(fēng)化殼形成，也為礦液運(yùn)移、賦存提供了通道和場(chǎng)所。礦體沿NE向小山梁及其北西側(cè)緩傾山坡分布，總體構(gòu)成一個(gè)NE向不規(guī)則橢圓形，長(zhǎng)1 500～2 000 m，寬約1 200 m。礦化體厚度與風(fēng)化殼厚度相當(dāng)，主要由原地風(fēng)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(guò)渡到6 m，平均厚約3 m。垂向上自下而上風(fēng)化殼由粗變細(xì)，色調(diào)也從基巖的灰白色逐漸過(guò)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(xì)中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、（斑狀）中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖等，巖性間為漸變過(guò)渡關(guān)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(zhì)。該組斷裂規(guī)模較大，寬達(dá)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(zhì)。上述斷裂導(dǎo)致花崗巖體大面積碎裂、碎?；?，為礦化富集提供了通道與空間，形成了厚達(dá)數(shù)米不等的花崗巖風(fēng)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(zhǎng)橢圓形，長(zhǎng)2 000～2 500 m，寬900～1 600 m，與控礦斷裂構(gòu)造大體一致。礦化體厚度與風(fēng)化殼厚度相當(dāng)，主要由原地風(fēng)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(dá)近10 m，平均厚度約4 m。自下而上，色調(diào)也從基巖的灰白色逐漸過(guò)渡為黃褐色、淡紅色、黃紅色、紅褐色，粒度由粗變細(xì)。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(biāo)志

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

4.2 找礦預(yù)測(cè)

根據(jù)本研究構(gòu)建的找礦模型（表1），并參照固體礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法及成礦地質(zhì)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(zhǎng)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(chǎn)出。南西側(cè)出露末志留世斑狀粗粒正長(zhǎng)花崗巖，侵入中晚志留世二長(zhǎng)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(zhì)作用，主要為長(zhǎng)英質(zhì)角巖、斑點(diǎn)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(gòu)造，構(gòu)造帶規(guī)模大。地表高嶺土化、黏土化十分發(fā)育，常見(jiàn)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(xué)異常，北西端發(fā)育有Hg、U、W、Cr、La綜合地球化學(xué)異常；1∶10 000土壤測(cè)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(nèi)，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(shù)—金鐘山以南地勢(shì)由高變低，形成向南的緩坡地段，相對(duì)高差一般不超過(guò)100 m，多數(shù)為20～50 m，坡度一般不超過(guò)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(dá)90%以上。該區(qū)普遍發(fā)育紅褐色、黃紅色花崗巖風(fēng)化殼，厚度一般為1～5 m，局部可達(dá)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(zhǎng)花崗巖，北西側(cè)出露末志留世斑狀粗粒正長(zhǎng)花崗巖，其內(nèi)發(fā)育NW向和NE向兩組花崗偉晶巖脈。南西側(cè)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(zhǎng)片麻巖、黑云石英片巖等，與中晚志留世二長(zhǎng)花崗巖外接觸帶中普遍發(fā)育接觸變質(zhì)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(gòu)造，尤其以NE向構(gòu)造帶規(guī)模大，其中朱陽(yáng)關(guān)—夏館區(qū)域性大斷裂帶從本區(qū)南西側(cè)隱伏通過(guò)，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(dá)1 000 m以上。地表高嶺土化、黏土化十分發(fā)育，常見(jiàn)于兩組斷裂的交叉部位，風(fēng)化殼發(fā)育。發(fā)育1∶200 000水系沉積物L(fēng)a、Y、P、F、U、Sr、Nb綜合地球化學(xué)異常，其中單元素異常La達(dá)80×10-6，北西外圍還發(fā)育有Au地球化學(xué)異常。該區(qū)綜合地球化學(xué)異常本次未進(jìn)行1∶10 000土壤剖面查證，但與上述陳溝找礦靶區(qū)地質(zhì)特征相似，地形地貌差異不大，且該區(qū)花崗巖風(fēng)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(nèi)部發(fā)育二長(zhǎng)花崗巖脈、正長(zhǎng)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(fù)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(xì)—中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，其內(nèi)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(gòu)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(nèi)發(fā)育大量不對(duì)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(guò)2 m。北東段出露的中晚志留世二長(zhǎng)花崗巖整體呈半風(fēng)化狀態(tài)，地表呈現(xiàn)的幾乎均為厚數(shù)米的花崗巖風(fēng)化殼，呈醒目的褐紅色。區(qū)內(nèi)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(xué)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(dá)108×10-6，加之有利的地形地貌條件，具有良好的稀土礦產(chǎn)找礦潛力。

5 結(jié) 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(guó)北方地區(qū)尚屬新發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)大了我國(guó)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(cè)量對(duì)1∶200 000水系沉積物化探綜合異常進(jìn)行查證，結(jié)合地質(zhì)、遙感、地形地貌、水系、植被等綜合特征，并通過(guò)布設(shè)適量的揭露工程，尋找稀土礦產(chǎn)效果明顯。

（3）奧陶紀(jì)—志留紀(jì)侵入巖為該地區(qū)含礦母巖，獨(dú)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(gòu)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(fēng)化殼是稀土礦產(chǎn)的有利成礦部位，褐紅色調(diào)的花崗巖風(fēng)化殼是該區(qū)最快捷有效的找礦標(biāo)志。

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