湘赣边界的鹿井矿田是我国重要的铀资源基地,在大地构造位置上,位于华南活动带(华夏地块)武功-诸广断隆区、诸广复式岩体中段。鹿井矿田中部的鹿井矿床属大型花岗岩型铀矿床,在其深部及外围具有寻找隐伏矿体的潜力,但当前总体勘查深度较浅、外围勘查工作量不足,找矿方向存在技术瓶颈,因此本文从三维成矿预测的角度,来评价、预测该矿床深部及外围的成矿潜力。论文通过建立鹿井铀矿床的成矿模式、总结控矿因素和成矿规律、构建了矿床的地质找矿模型;通过利用三维地质模型、定量分析控矿要素成矿有利信息,建立了定量预测模型,并采用三维证据权法、三维信息量法以及机器学习等多种成矿预测方法进行定量预测。本文总结了鹿井铀矿床的成矿地质特征、成矿规律,分析了地层、岩性、构造和岩体接触带对矿化的控制作用,确定地层、断裂和岩体接触带是该矿床最重要的控矿要素,并建立其找矿模型。该区寒武纪地层中的含碳质板岩富含铀,印支期以及燕山早期的花岗岩体中的铀含量也均高于华南花岗岩平均铀含量,同时叠加热液中的铀源,使得该区域具备良好的铀成矿物质基础。区内频繁的构造事件使得热液上升的通道活化,且频繁的构造运动使得区内断裂裂隙发育,为铀矿化富集提供有利部位。矿体除赋存在断裂、裂隙内,还赋存于形态复杂的接触带附近,较大的铀矿体可穿越燕山早期岩体、印支期岩体和寒武系岩层,具“三层楼”特点。基于SKUA-GOCAD三维地质软件平台,应用离散光滑插值DSI方法,构建了地层、断裂、岩体以及矿体等三维模型,实现了铀成矿环境与矿体的三维可视化,对表达地下空间地质体的穿插关系起到重要的作用。通过对寒武纪地层及各阶段岩体的含矿性分析、确定了该矿床的主要赋矿地质体为寒武纪地层、印支期岩体和燕山早期第三阶段岩体;通过三维距离场空间分析,确定了断裂以及不同岩性接触界面致矿影响范围:断裂最佳缓冲距离是60m、不同岩性接触带最佳缓冲距离60m;通过三维形态场空间分析方法,确定了断裂构造面的异常方位区间为60°~80°和200°~260°,同时提取地球物理及地球化学异常信息,将提取的定量化的异常信息赋值给各网格预测单元,建立矿床的预测模型。通过计算各变量间的pearson相关系数,最大相关系数为0.36,认为各预测变量之间不相关。利用三维证据权法、三维信息量法以及支持向量机、随机森林、逻辑回归、人工神经网络等机器学习方法进行研究区的三维定量预测,对于构建的机器学习模型通过ROC-AOC曲线以及成矿拟合度曲线进行模型评估,分析其优劣,最终通过以上多种预测方法的高潜力区联合在鹿井矿床深部及外围圈定了5处成矿有利靶区,为研究区深部及外围铀资源量扩大提供依据。研究结果表明,铀成矿模型、三维地质建模、多维度信息关联分析方法,多种预测方法联合圈定靶区是铀矿资源定量预测和铀矿找矿取得新突破的关键。