江西相山火山盆地产出我国规模最大、品位最富的火山岩型铀矿床,是国内最为重要的铀矿生产基地之一,但其铀矿成因模式依然存在诸多争议。近年来,相山火山盆地深部新发现垂向蚀变幅度达千米的铅-锌-银矿化,深部铀多金属找矿潜力凸显。由于深部结构和深层动力过程是制约内生多金属矿床形成的关键,且成矿作用是岩浆演化的阶段或最终产物。因此,采用大地电磁测深法对相山火山盆地深部结构进行探测,揭示相山火山盆地穿地壳岩浆系统的空间展布和物质状态,研究岩浆活动对铀成矿深部过程与富集形式的制约,可以从电性学的角度为研究区岩浆地球动力学和铀成矿作用研究提供新的认识,对相山火山盆地深部找矿突破具有重要指导意义。相山火山盆地大地电磁原始时间序列数据经过傅里叶变换和一系列去噪处理后获得了高质量的阻抗张量数据,进一步的相位张量和感应矢量分析表明,研究区浅部和下地壳没有明显的构造走向,但在中地壳可见近北东东向的构造走向,整体呈现明显的三维地电特征。为了获得相山火山盆地深部三维电性结构,首先通过建立既能保证空气电阻率固定不变又能保证模型平滑约束的协方差矩阵统一表达式解决起伏地形的问题,实现了基于L-BFGS法的带地形大地电磁三维反演,并采用正则化因子冷却法和基于Wolfe条件的步长搜索策略,提升了反演的稳定性。该算法与开源非线性共轭梯度反演算法的对比试算验证了其正确性和可靠性。然后采用该反演方法对研究区野外观测数据进行三维反演,对比分析了不同反演方法的反演效果,并通过改变反演参数和数据分量进行了大量反演试算,最终获得了相山火山盆地稳定可靠的三维电性结构模型。相山火山盆地三维电性结构模型显示研究区中上地壳范围内整体表现出高阻特征,对应着该地区致密稳定的变质岩基底。位于相山主峰附近的古火山通道表现出高导特征,这与古火山通道内的高渗透率有关。岩浆在上升侵入过程中产生的水力压裂作用致使岩浆流经处的渗透率大幅度提高,为含盐流体下渗提供了有利条件,从而形成了古火山通道内的高导属性。该火山通道在空间上向盆地北西方向下倾,控制着岩浆从深部岩浆房向上喷出-溢流。盆地西北侧的高导侵入岩体是研究区古老岩浆通道系统的重要组成,其高导特征被解释为富碳火成侵入岩体的电性反映。研究区多阶段岩浆活动产生的火成碳以及红盆有机物被构造运动输送到地壳深部形成石墨并在后续岩浆活动中被重新活化造就了该侵入岩体的高导属性。该深成岩体的侵位方式受北东向区域深断裂产生的次级断裂控制,反映了区域伸展构造环境,其形成可能与古太平洋板块俯冲后撤有关。整体来看,研究区古老岩浆通道系统表现为垂向伸展、穿地壳的网络格架。结合区域地质资料,揭示了相山火山盆地的构造体系及其对铀成矿的控制作用,指出区域性深断裂控制着相山火山盆地岩浆活动的就位,为铀矿床的形成奠定了基本格架,并推断切基底的深断裂为成矿流体向上运移提供了有利通道,浅层的裂隙网络、组间界面、不整合面及其与断裂复合的有利空间保证了铀元素沉淀富集。在电性结构研究的基础上,结合岩石学和地球化学等资料,进一步提出了相山火山盆地铀成矿模型,该模型完整地刻画了研究区铀成矿作用中“源-运-储”的概貌,指出相山火山盆地的断裂构造体系和古老穿地壳岩浆系统共同构成了研究区的构造-岩浆系统,前者是盆地内热液对流循环的有利场所,后者是驱动该热液对流循环的主要热源并提供了丰富的铀成矿物质来源。