重力和磁法勘探主要是通过测量空间重力场和地磁场的异常或扰动,研究地下空间密度和磁化率结构分布的方法。与地震、电磁等地球物理方法相比,重磁勘探具有成本低、效率高等特点。面向深部热储探测目标时,重磁数据一般为面积性的二维测量数据,而大地电磁和地震数据以剖面为主。然而在重磁数据处理中,由于灵敏度矩阵随深度变化的趋势一致,传统位场数据反演的深度分辨率较低。为了提高重磁数据反演结果可靠性,结合地质、其它地球物理数据、钻孔等信息等形成约束条件,进而提高面积性重磁测量数据的反演精度是现在的发展趋势。针对重磁测量数据深度分辨率低、单源数据反演结果精度低等问题,开展电磁或地震等信息约束的重磁联合反演是提高地质目标三维空间解释精度的关键。本文首先研究了重磁位场数据的正演和正则化反演的基本理论,包括直接使用吉洪诺夫加权的基本方法以及加权空间内的反演。在总结加权空间内反演稳定的原因之后,提出加权空间内的约束型反演的方法,模型测试的结果显示,加权空间内的约束型反演比传统加权空间内的反演更为灵活。本文还对共轭梯度法的流程做了优化,避免了重复计算和大型矩阵的出现,大大提高了其计算效率。本文研究了交叉梯度联合反演方法在位场反演中的作用,实现了交叉梯度矢量和标量的差分计算方法。通过两组模型的分析计算,明确了交叉梯度矢量在反演中起到的作用。本文提出了基于差分数值的交叉梯度导数计算方法,并通过迭代实验验证了其有效性。通过固定模型约束的重磁交叉梯度反演理论模型试验,验证了交叉梯度矢量能够有效约束地质体三维反演结果。本文提出了子空间联合反演方法,此方法不直接在原始空间求解方程,而是先将方程投影至较低维度的空间,并在低维度空间求解方程。通过多种不同的投影方式取得多个低维度的解,最后将这些解整合得到最终的解。模型实验显示,子空间反演算法在解决位场数据反演的深度分辨问题的同时,通过对电磁、地震数据等剖面解释结果以区域划分的形式引入反演,实现新的联合反演形式。最后,本文在青海共和地区使用MT反演结果作为约束,采用交叉梯度联合反演和子空间反演的方法,研究了青海共和地区的热储分布和热源位置,建立了青海省共和地区地热模式成因模型,为该地区地热资源的进一步开发提供了依据。