我国找矿工作正逐渐转向深部矿产,下嘎来奥伊河上游铅锌矿区位于黑龙江省大兴安岭呼中地区,该矿区矿产资源丰富,为了能够更准确地推断出该矿区地下地质-地球物理模型,黑龙江物勘院在该矿区开展了三维综合地球物理勘探,采集了三维直流电阻率数据和三维重力数据。直流电阻率法和重力是两种重要地球物理勘探方法,但两种方法都存在各自的局限性。为了解决单独反演的局限性问题,并减少单一方法反演多解性的问题,获得结构一致的地质-地球物理模型,本文采用了一种基于交叉梯度结构约束的直流电阻率法和重力联合反演算法对该数据进行处理。正演方面,直流电阻率法采用有限体积法进行计算,重力采用规则六面体网格利用解析表达式进行计算,并通过直流电阻率正演试算和重力正演试算验证了正演数值模拟的正确性,同时检验了联合反演理论模型试算采用的数据可靠性。反演方面,通过惩罚项的形式将交叉梯度约束条件加入到反演目标函数中,并通过高斯牛顿法对目标函数进行数值求解,最终交替迭代获得电阻率和密度模型。本文对上述联合反演算法进行了单一异常体和双异常体模型试算,模型试算结果表明,联合反演相比于单独反演,电阻率模型与密度模型结构更相似,电阻率模型对密度模型的纵向约束较为有效,密度模型纵向分辨率明显改善,联合反演能够获得更为准确的异常体空间结构分布。最后,将本文研究的交叉梯度联合反演算法应用到野外实际数据中,对采集到的三维直流电阻率数据、三维重力数据进行了联合反演研究,联合反演得到的电阻率模型和密度模型相比于单独反演结构更为相似,结合地表地质资料和已知矿体信息,对联合反演结果进行了地质解释说明,圈定了两处成矿预测区,联合反演为准确判断深部地质体空间位置提供了有力的依据。