重磁位场方法是最早的地球物理方法之一。近年来，由于仪器观测精度的提高和观测数据的不断丰富，特别是航空重力、卫星重力、重力梯度等测量方法不断进步，位场数据的处理技术特别是反演方法的改进成为研究重点。反演方法的研究方向趋向于高精度、定量化和全三维反演，但由于位场反演存在先天的多解性难题，很多三维反演方法结果虽然具备较小的模型误差，但并不能很好地符合地质解释。特别是在约束反演算法上，还很不成熟。　　 本文研究工作内容主要集中于三维位场反演和定量解释，在总结前人成果的基础上，开展基于频率特征的遗传反演方法、位场资料反演断层参数的方法、大地重力反问题方法等重力反演问题研究。在反演方法研究的同时，结合南海北部大陆边缘深水油气勘探，对南海北部三维密度结构和热均衡问题进行了研究，给出了一些对边缘海地球物理研究有借鉴意义的成果。论文结构如下：　　 首先，在第一章给出了位场反演的基本内容，主要方法和研究进展。并对南海北部深水油气勘探中的地质地球物理问题作了简要的概述。提出了本文的主要研究内容。第二章具体内容：断层参数定量反演的位场方法、基于频率特征的遗传算法物性反演、以四面体为单元的复杂形体的正演方法和三维调和重力反演理论。第三章针对南海地质地球物理调查现状，以地热-重力均衡分析方法研究南海北部大陆边缘地区的热均衡问题，并给出了东西两条剖面上的实验结果和详细的分析结论。同时，应用第二章的方法给出了以南海北部白云凹陷为实例的约束位场反演结果及分析。在第四章结合三维可视化分析给出了体绘制技术在数据分析上的应用成果。并给出并行计算技术在大规模复杂形体位场正演的实现方式。最后，在第五章系统地总结了本论文的主要内容，讨论了存在的问题，提出了下一步研究方向。　　 主要成果如下：在系统总结前人位场反演理论研究的基础上，针对实际问题，开展了南海北部大陆边缘深水油气勘探区的综合地球物理研究。提出了适合断层参数定量解释的位场方法和基于频率特征的物性反演方法、改进了以大地重力反问题研究方法为基础的三维调和重力反演方法的移植、扩充和数值实例分析、成功将大陆热均衡研究方法应用在边缘海的热均衡研究中。在可视化数据分析和计算上，应用了当前先进的无规则网格的体绘制技术和MPI并行技术。本文研究内容，不但对位场理论研究有重要意义，而且对南海北部大陆边缘深水油气盆地的综合地球物理研究也有实际的借鉴价值。