花牛山铅锌矿田是我国西北地区重要的铅锌矿储备基地,属于喷流沉积型铅锌矿床,位于甘肃、新疆交界部位的北山花牛山地区,矿区北邻五井河隐伏断裂,南接花西滩—花牛山断裂,经历了长期复杂的地质作用,褶皱、断裂构造十分发育。花牛山铅锌矿主要为碎屑岩—碳酸盐岩的容矿区,矿体多产于大理岩与千枚岩接触带附近,层间破碎带发育,也常伴随矿体的产出,因此,该地区的找矿重点放在岩性以千枚岩和大理岩为主的震旦系地层,这也是本文研究的重点。过去花牛山铅锌矿找矿模型一直从地面地质和地球化学方向出发,较少结合地球物理方法,对成矿的认识有较大争议。同时,近年来,可控源电磁法的一维、二维反演技术已日渐成熟,由于花牛山地区地质构造的复杂性,采用一维、二维反演的可靠性较差,因此通过三维反演来区分地下复杂的电性结构成为一种主流手段。廊坊物化探所在该地区开展了大面积的可控源音频大地电磁测深,共计获得了312个测深点,其中测线方向为北偏东16°,测线长1.15km,线距200m,点距50m。野外采集的数据质量均较好,为深入研究花牛山地区的电性结构和划分成矿有利区域奠定了基础。本文采用有限内存拟牛顿法三维反演技术,在工区大面积质量较好的数据支持下,研究花牛山地区的岩系分布和控矿断裂,进而划分出铅锌矿的有利赋存部位。论文首先对所有的测点数据进行筛选和数据处理,然后以工区的L8号测线为例,讨论背景电阻率、网格大小、数据方差、正则化因子和频率个数等主要反演参数对反演结果的影响,设计出了一份最优化的反演参数表,最后对全区的所有测点数据进行三维反演,反演采用的数据为野外采集的电场复分量E_x,经过651次反演迭代后,最终拟合差降低了两个数量级,数值为5.7。结果显示,工区三维电性模型呈现明显的二层电性结构:浅部电阻率较低,深部电阻率较高。结合工区地面地质资料,对三维反演反演结果进行了详细分析,我们对花牛山地区岩系分布,控矿断裂和铅锌矿赋存有利部位进行了预测,取得以下成果和认识:(1)在花牛山地区开展了三维可控源电磁数据的反演工作,获得了该地区首张三维电性结构图;(2)通过工区开展的TDIP法测量结果和本文讨论的可控源三维反演结果的对比,证实了采用三维反演的可靠性;(3)通过有限内存拟牛顿法三维反演得到了工区的三维电性模型,该模型清晰地展示了工区的电性特征,显示工区西北角大范围的浅部低阻异常主要是由炭质地层引起,西部地层岩性以大理岩为主,东部地层岩性以千枚岩为主;(4)圈定出工区内铅锌矿带的成矿有利区域,认为该矿带位于大理岩与千枚岩接触带附近,找矿电性标志为低、中阻过渡带部位,同时工区内的花黑滩—双峰山断裂为该矿带的控矿构造。