南海的油气资源极为丰富，享有“第二个波斯湾”的美誉。目前，南海海域已有多口井钻遇中生代地层和含油气构造，显示出南海中生界油气勘探的良好前景，但南海前新生界油气勘探和研究程度还很低。为了获取整个南海的前新生代残留盆地分布，本论文开展了南海前新生代残留盆地综合地质地球物理研究，得到了南海海域前新生界残留厚度和残留盆地宏观分布，并圈划出前新生代油气资源勘探的有利区。为南海前新生代油气资源潜力研究，和提高我国在南海油气勘探的竞争能力提供基础资料。　　论文以“区域约束局部、深层制约浅层”为指导思想，遵循综合地球物理方法原则。形成了以钻井、地震等高精度资料作为约束条件，重点依据重、磁资料，反演重力基底、磁性基底埋藏深度，提取前新生界（主要为中生界和古生界）的残留厚度，结合断裂和火成岩分布及典型剖面反演，获取前新生代残留盆地宏观分布的综合地质地球物理技术流程。　　通过对比分析多种位场分离方法对南海实际数据的场分离效果，选取了更加适用于南海地区的小波变换法进行重磁异常场分离。开展了基于离散余弦变换的位场总梯度模法研究，通过模型计算证明了该方法计算精度高，在识别场源体边界方面有效。该方法在南海断裂与火成岩分布识别上应用效果良好。　　针对南海范围广阔，构造演化复杂，地形变化剧烈的特点，在界面反演中采取分区计算，并根据各分区的地质资料，选取适合该区域的参数来反演基底埋深，获得了南海重力基底和磁性基底埋深，并以此为根据计算了南海前新生界残留厚度，南海重力、磁性基底和前新生界残留厚度分布受深大断裂的控制，总体呈NE向展布，前新生界主要分布在南海的南、北部陆缘。北部陆缘中生界残留厚度分布呈NEE向连续性分布，而南部南沙地区受后期改造，中生界呈断续分布。　　通过三条典型剖面的二度半重力拟合反演及其综合解释，进一步约束并检验前新生界残留厚度的平面分布。剖面反演结果表明南海北部陆缘的东沙隆起和潮汕坳陷地区前新生界厚度大，分布范围广，其中潮汕坳陷中生界残留厚度达5km以上;南部礼乐盆地的断陷盆地区连续分布着2～4km厚的前新生界，而南沙地区剖面显示该区受后期改造影响，前新生界呈断续分布，厚度变化大。这些结果和多道地震、OBS等深部探测结果相吻合。　　根据南海前新生界残留厚度分布，综合断裂与火成岩分布，典型剖面研究，勾绘了南海海域前新生代残留盆地的宏观分布。圈划了八个前新生代残留盆地。通过对前新生界的油气资源潜力分析，认为南海北部陆缘的东沙隆起-潮汕坳陷，台西南盆地-北港隆起和南部礼乐滩地区前新生界残留厚度大，具有较好的生烃能力和完整的生、储、盖组合，有良好的油气资源前景，为前新生代油气资源勘探的有利区。