我国地震活动频繁,特别是京津冀地区城镇中存在错综复杂的隐伏活动断层,制约着城市的建设与发展。为全面、有效掌握这些隐伏活动断层构造特性、分布与空间信息,常采用综合地球物理勘探方法以增强探测结果的精确性和准确度,对多种地球物理参数综合数据联合反演与精细解释技术成为研究重点和难点。联合反演方法从最初同种物性参数不同勘探方法之间的反演逐步演变到多种地球物理参数多维度的联合反演,特别是多种物性参数结构耦合联合反演越来越成为发展趋势。论文针对京津冀地区活动断裂构造探测取得的地质和综合地球物理数据,基于地震台站天然地震观测数据、人工地震勘探数据、可控源音频大地电磁（C S A M T）数据、地质钻孔和野外调查资料,通过正演分析活动断层引起的地震和电磁场响应特征,采用单独反演与交叉梯度联合反演方法进行隐伏活动断层构造综合解释。同时,结合多种地球物理数据处理的难点与问题,采用精细数据处理组合技术,探寻出适合类似地形地质条件地段的综合数据精细处理与解释技术。综合分析国内、外有关活动断层分类标准和划分方案,对京津冀地区主要活动断层进行分类划分。基于野外地质调查成果,综合分析、评价京津冀地区主要活动断裂构造带内主要活动断层、空间信息及其活动性评价。基于地震波场传播原理与特征,建立交错网格2 D和3 D高阶速度-应力方程及有限差分离散格式,进行正演分析,特别针对活动断层活动性开展研究,其活动性以引起的浅部层位切割和存在断裂带特征来体现。利用电磁场传播规律与特征,建立C S A M T的一次场数值解析和二次场交错网格差分格式。针对交叉梯度正演计算,重点探讨交叉梯度算法结果对陡直突变异常体分界面不明显的特点,提出一种改进的“负斜率”与交叉梯度联合算法,正演结果对特别陡直突变界面有较好的识别。采用改进的速度与界面联合反演算法,结合双差地震层析成像算法,综合分析天然地震数据联合反演效果。针对活动断层构造复杂的特性,选用对复杂构造较为敏感的全波形反演、波阻抗反演方法,结合交叉梯度约束,计算纵、横波速度联合反演算法。结合已知地质、钻孔,反演中采用约束反演方法,实现多种地球物理数据单独反演。对活动断层存在的断裂带结构相似性特点,实现了交叉梯度算子的地震与C S A M T联合反演算法,特别是活动断层切割浅部弱物性参数变化分界面时,利用共轭梯度算法求解联合反演目标函数,提高了计算效率和稳定性。反演中网格剖分采用多重网格策略,同时对多种地球物理参数相互交叉梯度约束。针对野外采集的地震数据干扰因素多、信噪比低的特点,采用建立精准空间数据,运用折射波静校正、层析静校正、初至波静校正等综合静校正方法,同时采用多次精准速度分析、小波变化、多次迭代偏移组合处理技术,提高地震信噪比。为获得活动断层浅、中、深层地质信息,采用综合勘探和联合解释方法,以钻孔、高密度电法、浅层地震勘探确定,中、深部构造信息以地震和C S A M T联合为主,结合C S A M T解释,特别深部构造则以天然地震解释为主。采用交叉梯度联合反演方法,对活动断层引起的次生地裂缝的解释,说明该方法的准确性和有效性。多种地球物理综合数据联合反演技术基于各自单独反演的模型为基础上,利用改进的交叉梯度结构约束联合反演算法,对特别陡直的活动断层精确解释效果明显。