本论文以海洋可控源电磁法(Marine Controlled-source Electromagnetic Method,MCSEM)中的经典一维层状地电模型为基础,深入讨论了电偶极子场各分量的正演响应特征,研究了在不同发射-接收装置方位、不同场分量和不同频点下的正演模拟数据对理论模型反演的分辨率影响,最后仿真模拟出了实际海水层和海底地层电阻率变化情况下的反演特征。在电磁场的正演计算中,使用TE、TM模式分解的方法,引入谢昆诺夫势分别对不同方位电偶极子产生的电磁场进行了计算;综合分析场分量得到:无论何种发射-接收方位下,五层含油气层模型与三层模型振幅对比时,Ey、Ez和Bx分量的异常都比Ex、By和Bz的异常大;分析了空气波影响因素,海水的深度对空气波的压制起到了很大的作用,相同的海水深度下海底电阻率不同时,空气波开始影响的临界收发距不变,而海底地层电阻率越高,空气波占优的临界收发距越大;研究了覆盖层厚度的影响,对于1 Hz的电磁波,覆盖层大于3000m时海底高阻产生的异常开始消失;验证了振幅-收发距(Magnitude Value Offset,MVO)曲线的T等值现象,在固定厚度和电阻率的乘积不变时,MVO曲线几乎重合;最后正演计算了浅层薄层高阻屏蔽的情况发现:加大收发距可以得到深层的异常体信息。在反演的计算中,引入了高斯-牛顿反演法和奥克姆反演法进行对比,然后利用奥克姆反演法分别分析各发射方位、各分量和不同频点组合的一维反演效果发现:HED-Y模式下的数据反演效果最好;使用Ey和Bx分量进行反演效果最好,z分量的电磁场的反演效果较差,联合反演Ey、Ez和Bx的数据对反演效果没有更好的提升,反演经典五层模型时,0.1 Hz和1 Hz的频点组合进行反演就达到了良好的效果,继续增加频点来反演也没有提高反演效果。在最后仿真模拟海洋地层的反演时发现:海水电阻率分层对反演效果影响很大,测量海水电阻率分层是必要的,海底地层电阻率小尺度变化时,反演结果能反映出海底地层电阻率变化的趋势。