河套盆地内存在较厚的沉积覆盖层,矿产资源及物产丰富,具有很大的经济潜力,但构造活动性及地质结构复杂。中国地质调查局立项批准在盆地内开展地质填图工作,因此,应用综合地球物理方法对盆地内覆盖区开展探测,为地质填图工作提供沉积覆盖区地下隐伏地质信息,以便搞清本区构造活动性、沉积分层等地质问题,为当地国民经济建设服务。根据项目的任务目标,在研究区部署了高精度重力、磁法、CSAMT、高密度电阻率及面波地震剖面测量,本论文利用重、磁、电、震剖面资料开展河套盆地研究区地下结构与构造研究,结合平面重磁数据及前人区域地质成果进行了物探异常的处理与综合分析解释,并给出半定量立体结构图,获得了覆盖区地下地质结构模型。重磁剖面数据采用RGIS2010软件进行2.5D联合反演,通过重磁平面数据的处理以及剖面数据反演结果确定了研究区内的五条断裂带,其中四条为隐伏断层,另外一条为色尔腾山前大断裂,已出露地表。剖面数据还显示研究区南部基底深度2.5~4.1 km,北部中心基底最大埋深可达6 km,北部色尔腾山前断裂带开始迅速升至0~1 km。电法探测主要布置在工区北部的山前断裂及黄河北岸的基地隆起附近。超高密度电法可直接反演出地下介质的真电阻率,其反演结果显示测区地下电阻率均很低,含水量较高;电性分层明显,说明盆地地层近似水平。单点音频大地电磁测深观测结果反演电阻率分布显示,测点下方电阻率分布表现出较好的横向各向同性,电阻率很低,说明沉积环境稳定。面波反演结果表明盆地浅地表速度分层明显,地表以下0-3m为松散的黄土覆盖低速层,4-6m为速度略高较致密的黄土覆盖层的速度分层,6-8m是河湖相松散砾石低速层,9m以下则为高速结构。根据重磁反演结果、CSAMT反演结果及位场解析信号深度反演结果绘制了覆盖区三维地质结构模型,指示了基底、隐伏断裂地下不均匀密度与磁性体的空间分布半定量特征。根据收集到的天然地震数据,对其在研究区进行了投影,四条隐伏断层周围有明显的天然地震聚集。数据收集时间为1971-2016,色尔腾山前断裂附近鲜有天然地震出现,表明自1971年以来,该区构造环境稳定。针对位场的自动反演,近年来国内外相继出现了解析信号、边缘识别、欧拉反演等技术,如利用解析信号快速反演目标地质体的埋藏深度,边缘识别可以有效的识别出具有物性差异的地质体边缘位置,应用较广的是其中的数值计算类方法,利用原始异常的各阶次的混合导数识别地质体边界位置。以模型正演为基础,选取了总水平梯度模对实际数据进行处理,频率域中有时会受高频干扰的影响,向上延拓作为低通滤波器方法简单,效果好。由于实际磁异常往往受到磁异常分量和磁化方向的影响,识别出的位置会与实际位置偏差较大,所以还需对磁异常进行化极处理。最后以五点法将符合条件的极值筛选出来,达到锐化边界的目的。笔者将频率域有关重磁数据处理算法、边缘识别及自动反演等方法集成于一体,利用C++编程语言集成开发了MDPv1.0位场处理与图形显示软件,主要功能包括磁异常化极、位场延拓、模型正演、地质体边缘识别、快速深度反演及成图显示等,为后续资料处理与成果可视化提供了辅助工具。