重力梯度张量相对于重力数据具有更高的分辨率,包含多个分量,可以提供更为丰富的异常源信息。地震勘探纵向分辨率高,分层能力好,在火成岩、膏岩体比较发育的地区和复杂地表条件下,地震资料品质差,对异常体的识别存在一定的困难。火成岩和盐岩体的密度和速度与围岩存在明显差异,据此,可以通过重力数据和地震资料的联合反演,得到异常体的密度和速度差异,更好的反映地下构造特征,识别地下异常体。目前国内重震同步联合反演存在的几个问题,一是速度密度关系,联合反演普遍根据岩石物理模型,采用经验公式法确定固定的密度和速度关系,不能很好地反映地下地质真实情况;二是重震同步联合反演多是反演地质界面,少有属性参数反演。基于上述问题,本文采用了交叉梯度函数,将速度和密度进行耦合,根据结构相似性进行约束,构建目标函数,采用拉格朗日乘子反演方法,进行重力梯度张量和地震联合反演,得到地下介质的速度和密度。首先,网格采用矩形可变大小网格剖分,目标区进行精细剖分;然后,采用时间域有限差分进行地震正演,解析法进行重力梯度张量正演;最后,选取交叉梯度函数作为目标函数的约束条件,将目标函数和约束条件转化为线性等式约束的一个最小极值问题,通过拉格朗日乘子进行求解。通过模型试算,对反演算法进行了测试,结果表明联合反演的效果比单独反演好。选取冲绳海槽地区的重力和地震数据,将联合反演算法运用到实际资料,推断火成岩体分布,根据重磁震综合解释断面图,验证了方法的实用性和有效性。