南海是我国南部的一个大型边缘海,地处三个板块交汇处,东有太平洋板块,北有欧亚板块,西、南则有印——澳板块,地质构造复杂。这一特殊构造地质背景与其周边大陆边缘构造性质是分不开的:南海北缘是一个被动大陆边缘,西部是一个走滑性质的构造边缘,东部则是俯冲带性质的构造边缘,往南则是挤压构造性质的边缘。因此研究南海地质体的边界对南海构造单元划分以及断裂走向和延伸具有重要的意义,而研究南海张开动力机制则对南海构造演化的研究能起到重要作用。边界识别是进行位场数据解释的一项重要内容,可以显示地下断层、接触带和其他地质体边缘的水平位置,帮助研究者进行地质构造解释。现有的传统边界识别滤波器大多数基于数据的水平和垂直导数。然而,这些方法具有一定的局限性:对噪音敏感;难以有效的均衡深浅异常的振幅;当测量异常中同时出现正异常和负异常时产生假的边界结果。传统三维(3D)重力结构张量边界识别器中,k值的选择具有一定主观性的缺陷:较大的k值可以减少噪音的影响和去除假边界异常,但是降低了其均衡的能力,使均衡不完全;较小值的k值可以很好的均衡深部浅部异常,但是增加了对噪音的干扰和不能去除假边界异常。针对此问题,本文提出了一种改进的识别边界的3D重力结构张量方法,并将其分别应用在合成模型数据和南海实际地质数据中。通过对比传统方法,改进的方法不仅可以有效地避免传统方法的缺陷,获得的边界还具有良好的连续性。但是该方法获得的边界不够收敛,会对实际地质解释造成干扰。进一步地,通过对重力梯度结构张量特征值求取倾斜导数,提出另一种新的边界识别方法Tilt-Eigen。通过理论模型试验和实际南海数据处理,并对比传统方法。表明该方法同样较好的克服了传统方法的缺陷,且识别的边界结果更加准确、收敛。将Tilt-Eigen获得的边界结果结合南海盆地分布地质图,获得了20条比较清晰的边界结果,并做出相应解释。根据这些边界结果,本文得出南海西缘断裂进入万安盆地南侧后,朝着WSS方向延伸,与纳土纳盆地东部断裂相连接,最后朝ES方向进入加里曼丹地区;南澳——海口断裂延伸到海南岛东侧后继续朝WWS方向继续延伸,进入莺歌海。并且从中可以看出,该断裂被后期的多次地质构造运动错段。本文对南海自由空气重力异常采用洋陆分离的方法进行布格校正。在海洋区域,采用传统Parker-Oldenburg正演将地层分为海水层、沉积层以及基底三层来进行计算;在陆地,则是采用传统地面地形校正来进行计算。最后将两个结果进行叠加得出了南海地区布格重力异常,并对该异常进行了解释。将南海布格重力异常进行了构造划分,分为了八个区域,并对这些区域做出了相应的解释。通过采用全变倾角化极方法对南海磁异常数据进行化极处理。得出了南海化极磁异常,并对该异常进行了解释。将南海化极磁异常进行了构造划分,同样分成了八个区域,并对这些区做出了相应的解释。根据Tapponnier等人提出的碰撞——挤出——逃逸的南海张开模式,通过对南海区域的重力、磁法、地震反射剖面和地震速度等资料进行处理分析,结合与对比前人所提供的资料,提出了对南海扩张模式的新认识。推测出南海张开的成因:在印支板块与欧亚板块碰撞处,由于地质造山运动使得地壳厚度的加深,挤出了大量的地幔物质,并且沿着红河断裂朝着ES方向逃逸,在我国海南岛南部附近,地幔流转为EW向沿着西沙海槽断裂带涌入了南海的西北次海盆位置。由于在晚始新世到早渐新世时,中南礼乐断裂与西沙海槽相连接。于是,顺着中南礼乐断裂向南海大洋中脊位置爆发。后来由于南海地区西缘断裂发生了左旋的地质运动,使得中南礼乐断裂慢慢从NW向转为近SN向,与西沙海槽渐渐脱离,二者隔着南海西北次海盆。因此,西北次海盆也在缓慢张开。但由于岩浆大部分涌入中央海盆,所以西北次海盆的发育并不完全。基于此,本文还对南海的构造演化分为42Ma~35Ma、32Ma~25Ma、25Ma~21Ma和21 Ma~17Ma 4个时间节点进行了叙述。