武汉市是长江经济带核心城市,位于江汉平原东部。武汉市内存在隐伏断裂,如团麻断裂和襄广断裂。当位于城市之下的隐伏断裂突发快速错动,会引发破坏性地震,造成较大的人员伤亡和经济损失。因此武汉市地壳结构的研究有利于武汉市规划建设。武汉市开展了地质、物探和钻探等调查,这些工作为详细勘查武汉市隐伏断裂及分析武汉市地壳结构性质提供了可能性。但是这些资料只揭示浅层信息,缺乏城市深部信号,不利于分析武汉市的地壳结构。地球内部结构可由重力数据揭示,可以有效获取城市地壳结构信息。本文将高精度高分辨率重力数据用于反演武汉市地壳结构,展示其地壳密度分布、断层分布形态以及莫霍面结构,旨在为武汉市中长期的地质灾害防治、探寻其发生原因和市政工程的建设等提供科学依据。本文多尺度重力反演如下:基于小波多尺度分离的断层识别方法、莫霍面的Parker-Olderburg迭代反演方法、探测断层分布的分层水平构造应力反演方法,并将其应用于研究武汉市地壳结构,全方位获取地壳密度分布、隐伏断层分布形态以及莫霍面结构的相关信息。本文的主要工作与成果如下:（1）阅读相关参考文献,介绍重力反演地区莫霍面及地壳结构的研究现状。（2）重力异常正演与反演的介绍,研究小波多尺度分析理论。（3）利用小波多尺度分离重力异常来进行断层识别,并用于研究武汉市隐伏断层,主要结果包括:1)新黄断裂深度范围为0-30km,而天门河断裂、长江断裂、麻洋潭断裂、团麻断裂、襄广断裂以及岳阳-武汉断裂的深度范围均为0-20km;且断层的分布随着深度增加而逐渐发生变化;2)武汉市主干深大断裂主要分为走向NNE和NWW两组。NNE走向断裂包括团风-麻城断裂和长江断裂;NWW走向断裂包括襄樊-广济断裂、新城-黄陂断裂、天门河断裂和麻洋潭（乌龙泉）断裂;3)研究成果与前人有较好的一致性。（4）基于小波多尺度分解所提取出的源于莫霍面起伏的重力信号,利用Parker-Olderburg迭代方法反演武汉市莫霍面。主要结果如下:1)武汉市整体莫霍面的深度变化较小,变化范围为29km至30.6km,深度差异在2km之内;2)在空间形态上,武汉市莫霍面的起伏与地形变化具有一定的相关性,在中部平原地区莫霍面最浅,进入北部和南部山区之后莫霍面逐渐加深,即呈现出由中部向北东和南西逐渐变深的特点;3)根据构造地质资料梳理,武汉市居于扬子陆块和秦岭-大别沿山带的结合部位,主体属扬子陆块区下扬子陆块之鄂东南褶冲带。其东北部莫霍面加深趋势可能受到秦岭-大别造山带的影响,而西南部莫霍面加深趋势应为受到构造挤压所致。4)研究成果与前人有较好的一致性。因此,利用高精度布格重力数据进行多尺度重力反演武汉市莫霍面具有可行性。（5）基于武汉市布格重力异常的小波多尺度分离结果对武汉市的地下介质进行合理的分层,利用重力异常视密度反演方法,结合相关先验资料,计算武汉市地下分层密度,其主要研究结果为:1)各层的密度分布特征与相应的小波细节具有较好的对应关系;2)武汉市在1.4-8km的上地壳和13-30km的中下地壳内密度结构具有一定的差异性。上地壳内密度结构呈条带状分布,而中下地壳则变为块状分布;3)对比武汉市地壳内的整体密度结构特征和Moho形态,发现其北西向条带状分布的密度结构与Moho面长轴走向近乎一致,且与武汉市地壳应力主要为北西向和北东向的结果相吻合。因此,武汉市地壳分层密度的反演结果验证了该方法的正确性与有效性,也表明了利用高精度布格重力数据反演武汉市地壳分层密度结构的可行性。（6）基于武汉市地下分层密度计算结果,结合地壳构造应力反演理论,计算武汉市地下分层水平构造应力。利用该方法研究武汉市隐伏断层,主要结果如下:1)各层应力分布与断裂分布以及断裂性质具有一定的相关性。2)整体上各层水平构造应力大小较小,整体范围为5.7?10^-6Mpa-3.5Mpa,基本处于平面等压状态,表明断裂处于基本稳定状态。3)断层两侧应力虽有变化,但却不大;4)武汉市地壳结构较为稳定,研究成果与前人研究能较好吻合。因此,该方法能有效分析并探测武汉市的隐伏断层,进而分析武汉市的地壳结构。综上所述,本文所采用的多尺度重力反演方法能有效反演武汉市地壳结构,展示其地壳密度分布、断层分布形态以及莫霍面结构,为城市地壳结构的研究提供了一个思路,也为相关地球物理的反演提供了一个想法。