磁梯度张量是磁异常矢量三个分量的空间变化率,随着近年来梯度测量仪器的发展,对磁梯度张量的研究和应用也得到了重视。磁梯度张量比总磁异常强度以及磁异常三分量包含更多的信息,具有更高的分辨率。通过简单长方体的正演计算可以发现,磁梯度张量的不同分量有着不同的特征,各分量对模型的边界或角点位置有一定的刻画,尤其是在中高纬度时。计算不同规则几何形体的磁梯度张量矩阵的特征值,得到的结果有着简洁且统一的形式,不同形体的磁梯度张量矩阵的特征值中绝对值最小的一项总是该模型磁化强度与距离矢量的内积随距离的n次方衰减。三维反演可以有效获得异常体的空间位置,几何形态和物性参数的分布,为地球物理的定量解释提供了重要依据,也是磁力勘探中的重点。常用的L2范数三维反演法,基于正则化理论,在反演中加入深度加权函数,可以有效地克制“趋肤效应”,得到异常体的中心位置以及大致分布,但L2范数反演法的结果过于光滑,无法刻画异常体的边界,得到场源的几何形态。在目标函数中加入最小支撑函数以后,有效地解决了反演结果光滑发散的问题,得到了聚焦的结果,但物性分布过于集中,且物性参数远远高于真实值。如果在聚焦反演中对物性上限进行准确的约束,可以得到分辨率较高的结果,但实际很难将物性上限正好约束为异常体的真实物性值,且异常体物性不单一时,约束上限与真实值相差越大,反演结果就越集中。基于现有方法存在的问题,本文分析了产生这些情况的原因,并提出了新的L0-L2范数三维反演,并与L2范数反演,聚焦反演进行比较,该方法的优势是无需先验的物性信息,仅在正约束下就可以得到高分辨率的反演结果,反演结果具有明确的边界,良好地刻画了场源的几何形态,物性参数大小也接近真实模型。新的方法中,权重因子的选取对反演结果有决定性的作用,取0时该方法等价于光滑反演,取1时该方法等价于聚焦反演。对权重因子的不同值进行试验,利用皮尔森相关系数评估反演的准确率,权重因子取0.94时反演结果的准确率最高。本文通过模型试验验证了磁梯度张量反演相较于总磁异常强度（35）T,磁异常三分量反演的优势,结果表明,磁梯度张量反演具有更高的水平分辨率,其中B_xz分量反演在x方向上分辨率最佳,其中B_yz分量反演在y方向上分辨率最佳,异常体在全空间均有分布时,使用B_zz分量反演可以获得分辨率和准确率最高的结果。由于实际情况下,待反演异常体可能含有强剩磁,测量也无可避免受到噪声的影响,本文介绍了磁梯度张量模的定义,对加入了剩磁和噪声的模型进行反演,磁梯度张量模比磁异常模量受到磁化方向的影响更小,反演的分辨率和准确率也更高。