大地电磁测深法(简称MT)在构造研究、石油勘探、矿产及水文勘探等领域起着重要的作用。随着MT三维反演的实用化,降低三维反演计算机资源、提高收敛速度等要求的不断提升,需要更优化的三维反演算法。而有限内存拟牛顿法(L-BFGS)所需计算时间短,反演分辨率高,用于大地电磁三维反演具有一定优势,因此本文开展基于L-BFGS算法的大地电磁法三维反演研究。论文在实现基于L-BFGS算法的三维反演算法后,利用单个低阻体模型、单个高阻体模型、高低阻组合模型和峰谷对称地形组合模型等四个导电性结构复杂程度不一的理论模型对算法进行了试算,结果表明L-BFGS算法可以有效地反演出不同理论模型形态和位置等电性结构特征且具有一定程度的抗干扰能力。然后通过反演峰谷对称地形组合模型,对正则化因子λ、初始模型、网格剖分、模型协方差参数及平滑次数等反演参数的适应性进行了研究。为验证算法的实用性,将基于L-BFGS的三维反演算法应用于相山火山盆地的大地电磁实测数据反演中,对研究区大地电磁实测数据进行三维反演,反演结果较好地反映出研究区的深部电性结构,为该区深部地质结构研究和铀成矿机理研究提供了支撑。