地球物理反演问题的多解性、单一地球物理方法解决地质问题的局限性,以及地质、地球物理条件的复杂多样性,都决定了油气物探必须在先进的地质理论指导下走综合地球物理勘探之路.只有这样,才能充分发挥各种地球物理方法的优势和特长,高效率、高效益地评价含油气沉积盆地,加快石油勘探步伐.本文描述了地球物理反演的非唯一性,并提出了综合地球物理的方法学.对国内外联合反演的发展历程和现状进行了综述和分析,并指出了综合反演的发展方向.重震联合反演是各类联合反演方法中应用较广的一种,它主要有三种可行的方案,即联合广义反演、带先验关系的反演、序贯反演.三种方法各有优劣势和适用范围,在确定使用何种方法时应结合实际的地质情况和其它补充资料,以使所选择的方法发挥最大的作用,取得最好的效果.该论文提出了叠加剖面的最佳时深转换,并给出了理论模型进行试算.最佳时深转换是采用广义非线性反演算法、迭代地产生一个深度模型,使实际的零偏移距旅行时与由模型计算的法向反射旅行时之差达到极小,并由上至下逐个求取界面深度.该算法能很好地应用于具有尖灭、断裂等的不连续构造情形;它能较好地克服实际旅行时的误差;同时它还具有叠后偏移作用,能使从浅至深的各个反射界面进行自动空间归位.试算结果表明最佳时深转换算法的收敛很快,而且最终计算出的深度值对初始深度值的选择依赖性不大,能够较为准确地收敛到真实深度附近,同时其算法有良好的稳定性.论文引入了一种任意界面的逐段迭代射线追踪方法和二度半地质体重力正演方法.作者根据前人成果,推导了二度半地质体重力正演公式,从而为地震重力联合反演界面深度以及速度与密度参数打下良好的基础.论文还实现了重震联合广义反演,并就初始模型的估计和规一化技术进行了探讨.对于雅可比矩阵A中偏导数元素的求取,作者给出了具体的计算公式,特别是提出了利用差分代替微分的方法来获得二度半地质体重力异常对深度的偏导数.作者分别对一层和四层界面模型进行了重震联合广义反演,通过反复实验选取不同的阻尼因子和权因子,得到了与给定模型很逼近的结果.在一定的参数选择下,联合反演比单一反演具有更高的分辨率,或者说重力资料能帮助改善地震反演的精度;而且它能够较好地克服实际数据中的随机误差并且较快地收敛到真实模型附近.作者还就阻尼因子和权因子的选取对反演结果的影响进行了初步的讨论.最后作者将重震联合反演技术应用于六盘山盆地一条剖面(591线)的处理中,并与重震交互反演处理结果进行了比较,说明联合广义反演能反映出该处的基本地质状况,从而证明它能解决实际问题,可应用于生产实践.大多数地球物理反演问题都是非线性的,作者建议在以后的工作中,应尽量多地收集其它补充信息,建立更接近于实际的初始模型,并在反演过程中加入更多的约束条件,使反演结果更加准确;同时寻找提高理论模型的反演精度、加快收敛速度并减少矩阵运算量、从而减少计算时间的技术,如引入非线性反演方法(多尺度反演、遗传算法等)和数学方法中关于矩阵运算的一些思想等,降低解的不唯一程度.