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河南省卢氏县三官庙钼多金属矿区位于华北陆块南缘卢氏—栾川陆缘褶断带中西部,为寻找钼钨铅锌金银多金属矿的有利地区。采用多元统计分析方法中的经过去量纲标准化的Euclidean距离法对三官庙矿区进行了土壤地球化学找矿预测研究,采用聚类分析方法按相关元素组合、亲疏关系、成因联系将元素异常组合分为Mo-CuZn-Pb-W元素相关性异常、As-Sb-Hg-Ag元素相关性异常和Bi异常,有效解决了化探工作中因元素线性相关性不佳而导致R型聚类效果不理想的问题。将元素相关性异常和单元素异常的分布特征进行比较,找出了主成矿元素Mo、Zn、Pb和伴生元素Cu、W。在此基础上,结合区域成矿背景和矿区综合异常特征对矿区进行了成矿预测,并圈定了找矿靶区,分别采用了1∶1万高精度磁法扫面、槽探法以及钻探法对找矿靶区进行了验证和工程揭露。研究表明:(1)圈定的I类三官庙—赵凹综合异常Mo-Cu-Zn-Pb-W找矿靶区、Ⅱ类北南沟综合异常Mo-Zn-Pb-W-Hg-As-Cu找矿靶区均为矿致异常,与元素聚类分析结果一致,均为寻找钼多金属矿较有利的地区;(2)I类找矿靶区Mo品位未达到工业品位,Ⅱ类找矿靶区Mo、TFe品位均达到了矿床工业品位(w(Mo)最大为0.28%,w(TFe)最大为46.1%),为寻找钼多金属矿的有利靶区;(3)矿区内形成中—高温热液和斑岩-矽卡岩型钼多金属矿床的潜力较大。