由重力异常反演密度界面是位场处理解释中的重要问题,计算密度界面的起伏在区域构造研究和石油勘探中具有重要的理论意义和实际意义。东北地区区内发育有以松辽盆地为代表的一系列中-新生代含油盆地,具有广阔的油气勘探前景,是我国发展基础地质和石油地质理论的重要地区之一。本文针对频率域重力大数据体界面反演中密度只能横向变化、存在多解性、计算速度慢的问题,开展密度可以纵向、横向变化,深度约束的快速反演方法研究,并将其应用于东北地区重力资料处理中。其中主要包括以下内容:(1)基于地层密度在横向和纵向上均存在不均匀性,开展变密度界面反演方法研究,将频率域的界面反演方法Parker-Oldenburg公式推广到物性可随深度变化的三维情况。该方法能够允许合理选取基准面位置,减小界面起伏,使迭代易于收敛。(2)针对重力位场反演多解性的问题,建立约束反演目标函数,利用已知地质信息控制反演结果,实现约束反演。不仅能够考虑数据拟合,而且还能兼顾约束点处的已知先验信息。既能保证反演过程的稳定性,又使计算结果能更真实的反映实际情况,有效提高了界面反演结果的准确性。(3)为解决位场垂向分辨率的问题,引入深度加权函数,纠正界面畸变。重力数据随深度的加深迅速衰减,引入深度加权函数的作用就是为了平衡不同深度处,界面起伏对观测数据的权重,压制浅部界面隆起,突出深部凹陷,使得重力异常在垂向分布更加合理。能够有效纠正反演界面的畸变,使其适用于界面起伏较为剧烈的情况。(4)深入分析了东北地区重力场的特征。采用优化滤波方法对东北地区布格重力异常进行分离,得到莫霍面所产生的区域重力异常,研究了东北地区不同尺度的重力异常特征。(5)利用东北地区主要的地震测深剖面作为莫霍面反演的约束条件,采用变密度约束界面反演方法,反演得到莫霍面的分布情况,对莫霍面深度分布特征与区域构造进行了深入分析。以重力资料为主,再结合其他地质、地球物理资料,分析了研究区主要的断裂构造分布。