沉积盆地的研究中，基底结构是十分重要的。裂陷盆地是一种很重要的沉积盆地。对于大多数裂陷盆地来说，其两侧或一侧受断裂控制，盆地沿走向延伸很长，故可近似为二度体。对于地震、钻井、测井等资料较少的区域，二维重力反演方法可提供裂陷盆地基底起伏的重要资料。裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态，传统的重力反演结果并不能很好的反映这种特点。此外，大多数情况下，重力观测面并不位于盆地上界面，应为单独的起伏观测面，盆地应为上界面和基底组成的双界面模式。基于此，本文研究了裂陷盆地基底双界面模式全变差正则化二维重力反演方法，详细的阐述了正演和反演的原理，并推导了计算公式。研究中采用变密度规律并直接利用起伏观测面重力数据计算，更符合实际情况。反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束，使反演结果呈现非光滑形态，符合裂陷盆地基底特征。为减小反演多解性，引入已知深度点作为约束。建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数，采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化。模型试算的结果表明全变差正则化方法能够实现起伏观测面双界面模式裂陷盆地基底二维反演。通过模型试算认为：首先，对于裂陷盆地基底的反演，不能采用自适应方法，需要给定正则化参数进行反演；其次，全变差正则化反演方法的分辨力与模型的形态有关，对于深度较大且宽度与深度的比值小于4的裂陷盆地，反演误差较大，其他裂陷盆地反演效果较理想；再次，全变化正则化方法较稳定，几乎不受观测误差的影响，但在反演时需要尽可能地消除非基底引起的重力异常，否则反演结果并不一定是真实的盆地基底；最后，组合模型的试算结果表明，全变差正则化方法可适用于复杂的裂陷盆地基底反演，并且优于迭代法。将全变差正则化反演方法用于运城—临汾裂陷盆地实际资料处理，其结果较好的反映了裂陷基底起伏形态，为研究盆地构造、矿产资源勘探和评价等提供了重要资料。