辽宁本溪地区位于中朝准地台胶辽台隆太子河-浑江台陷内,是我国条带状铁矿(BIF)的重要产地,具有悠久的铁矿勘探和开采史,已探明资源储量在我国同类型已探明储量中占较大比重。近年来随着我国经济的快速发展该区现已探明铁矿资源储量已难以满足经济发展的需求,矿山企业和科研工作者逐渐将资源找矿的目标由地表转入地下,发掘第二找矿空间矿床资源逐渐成为矿床资源开发的主要趋势。当前矿山企业和科研机构已掌握大量的地质、地球物理、地球化学、遥感等地学数据,如何通过的科学的空间分析技术挖掘这些数据背后隐藏的矿产资源,为矿产资源的空间预测提供科学依据,已成为地学工作者亟待解决的科学问题。论文采用分区块的三维地质研究方法,在对研究区内地层、矿床、构造等地质数据的综合分析基础上结合非震地球物理剖面数据(重力、地磁、大地电磁)和区域重、磁数据处理和解释,完成了本溪地区的深部地质结构调查。采用以剖面为主,地表产状和野外观测为辅,钻孔验证为约束的基于剖面的分块三维建模方法,建立了本溪地区地下三维地质模型。揭示了本溪地区的深部地质结构和BIF铁矿空间分布规律,阐述了深部地质结构与BIF铁矿展布的空间关系,找出了侵入岩体、褶皱、断裂等后期地质构造活动对铁矿空间发育分布的影响,指出了深部找矿的靶区。论文主要取得了如下的研究成果和认识:(1)提出了以地质模式为指导、多级剖面约束、分区块调查与研究、统一集成、逐步完善的三维地质研究思路;分别建立了以研究方法和模型为中心的三维地质研究流程。为矿集区的三维地质研究提供了可行的参考方案。(2)设计了5条穿过研究区的主干剖面并测量了剖面上的非震地球物理数据,使用反演软件对剖面上的重、磁、电数据进行反演,绘出5条非震地球物理剖面,对非震剖面进行综合解释,得出主干剖面上的深部地质结构。应用反演软件以区域重、磁数据为基础,主干剖面为约束,对将研究区均匀等分的12条重、磁联合反演剖面进行重、磁联合反演与综合解释,得出重、磁联合反演剖面上的深部地质结构。(3)使用基于剖面的三维建模方法,以剖面为主,DEM数据、钻孔数据、产状数据等为辅,结合地层、矿床、构造等地质资料,建立了本溪地区的地下三维地质模型,阐述了本溪地区的深部地质结构。将本溪地区的深部地质结构依据特征的不同划分为以古元古界为主型、燕山期花岗岩侵入型和太古代结晶基底和沉积盖层双层结构型三大类以及六个小类。根据本溪地区的深部地质结构类型将本溪地区划分为龙岗地块、辽吉裂谷、辽吉裂谷和龙岗地块的过渡带三个大的深部构造单元六个小的深部构造单元。本溪地区的铁矿空间分布与深部地质结构间存在重要关系。(4)建立了本溪地区主要铁矿的三维空间模型,结合该区的深部地质结构,指出了本溪地区铁矿空间展布的规律:本溪地区的铁矿以NW向走向为主;由南向北盖层逐渐变薄遭受的剥蚀逐渐增强;北部地区含铁建造多表现为复式褶皱,南部地区铁矿含铁建造多表现为板状。本溪地区铁矿现有空间展布是后期褶皱、断裂、岩体侵入等地质构造活动综合地质作用的结果。褶皱和断裂改变铁矿的空间形态,影响铁矿的发育规模同时还能促进富铁矿的形成。岩体侵入一方面对含铁建造造成了侵蚀影响了铁矿的规模,另一方面因岩体侵入提供的热液与贫铁矿产生交代反应促成富铁矿的发育。(5)指出深部找矿远景区,根据本溪地区的深部地质结构及铁矿空间展布规律,结合区域重、磁异常推测在研究区东部本溪田师傅盆地新元古-古生代沉积盖层下埋藏有太古宙BIF隐伏铁矿,深部找矿远景好。