重力梯度张量测量的是重力位的二阶导数,相对于传统的重力测量,它对于反映地下密度异常体具有更高的灵敏度,能够更加直接的反映场源体的边界。重力梯度张量测量在国外已开展了十余年,并取得了一定的成果,然而这项测量技术及相关数据解释技术在我国的研究仍然较少。重力张量的异常形态较为复杂,产生的异常与坐标系的选择有关,如果对单个张量分量进行数据处理解释,容易丢失有用信息,造成信号的错误解释。通过把张量的不同分量组合起来,不但可以产生简单、易解释、更固定、与源的大小和形状更相关、且独立于坐标的不变量,而且通过把多个分量的信息集中增强,从而辅助数据处理和解释。本文介绍了重力张量的概念及目前国内外重力梯度张量的发展现状。在前人研究的基础上,利用有限元技术能极好的拟合物性边界的特征,使用Delaunay四面体非结构化网格对地球物理模型进行剖分,提出了一种适用于全张量重力梯度的有限元正演算法,实现了基于数值积分原理位场正演问题。为复杂模型的重力张量正演打下了基础。就目前常用的重力张量的边界提取算法,总结了它们各自的优缺点及适用范围。分析常见的二度、三度体模型的重力张量异常特征,如底部有限延伸的直立板状体、倾斜板状体、球体、水平圆柱体及棱柱体,分析了不同模型的不同参数对重力张量异常的影响特征。选择合适的重力张量边界提取算法,对各种模型的边界提取效果进行分析,分析各种边界提取算法与目标体各参数之间的关系。为以后的重力张量反演的初始模型的建立、实际数据处理中地下信息的提取奠定了基础。