研究地球内部结构的最精确的手段之一是地震波分析，然而，对于其他天体，如月球，建立一个类似于地球的全球地震监控网无论从耗资还是技术实现上来说，都比较困难。对于这些天体，研究其内部结构的最有效的手段应属重力场分析。重力场和地形数据的联合分析可对一些重要的参数，如壳厚度、壳幔密度等进行研究，从而为天体的形成和演化、以及其他一些地质过程如岩浆活动等，提供重要约束。　　自上世纪70年代起，人们就开始利用各种研究方法和探测手段计算月海处玄武岩的厚度，如陨石坑形貌测量法，陨石坑大小频率曲线分布法、撞击坑喷溅物成分分析法、雷达探测等等。然而这些方法都存在着各自的局限性，如陨石坑形貌测量法仅估计了陨石坑形成后覆盖在该处的玄武岩厚度;陨石坑大小频率分布曲线法仅计算了形成年代最近玄武岩厚度;撞击坑喷溅物成分分析法虽能对局部的玄武岩总厚度进行估计，但此方法所依赖的击穿玄武岩层的撞击坑数量较少，且空间分布不均匀;雷达数据虽能给出玄武岩的直接探测，但对于所探测到的内表面究竟是玄武岩的基底或是不同时期形成的玄武岩交界面还未有定论。因此，迄今为止，覆盖在月表的玄武岩有多厚、总体积为多少，仍是我们需要解决的问题。　　本文中，我们利用Gravity Recovery And Interior Laboratory(GRAIL，发射于2011年)探测卫星获得的月球高精度重力场数据和Lunar ReconnaissanceOrbiter(LRO，发射于2009年)获得的地形数据，对月球表面的月海地区的密度结构进行研究。通过地形和重力场计算月球的有效密度，并基于所建立的两层月海的结构模型（表层玄武岩和底层月壳），对风暴洋和雨海地区的玄武岩厚度进行了计算。　　本研究中，我们先利用有限幅度法对由单位密度地形起伏引起的重力异常进行了计算。随后对自由空间重力和由单位密度地形起伏引起的重力进行局部球谐函数谱分析计算，我们得到了关于有效密度的局部估计，并通过与由模型计算出的有效密度进行比较，可得到关于玄武岩厚度的估计。　　我们的研究区域主要集中在雨海和风暴洋附近，研究结果表明，整体来看该区域内的玄武岩平均厚度约为740+880-640 m。其中，玄武岩最厚处在Marius Hills区域，该区域内包含月表较为古老复杂的火山结构，其平均厚度为2860+790-1840 m。同时，我们还发现雨海盆地中心玄武岩覆盖下的月壳密度异常大，约为3000 kgm-3，推测该处可能含有镁铁质的撞击熔融层。