本文利用位于海南、广西、广东等地区32个固定地震台站的背景噪声连续波形数据,基于波形互相关提取得到了Rayleigh波5~22 s的群速度频散曲线和6~11 s的相速度频散曲线,采用0.25°×0.25°的网格划分完成了面波层析成像。同时根据群速度和相速度频散曲线的联合反演获得了海南岛及周边区域下方25km深度的三维S波速度结构。基于反演获得的三维S波速度结构模型,正演计算得到了不同周期的Rayleigh波群速度、相速度异常分布,并与面波层析成像的结果进行对比。结果表明:不同周期面波成像结果比较一致,大部分地区的差值小于0.04 km/s(~1%),表明本文反演得到的三维S波速度结构模型可以解释观测数据。本文研究发现:海南琼北地区地表至15 km深度存在显著的低速异常;5 km以上深度的低速异常可能是火山喷发后的裂隙内流体填充造成的;至于5~15 km深度,存在更加显著的低速异常,低值异常幅度低于-10%甚至更低,推测可能存在部分熔融的上地壳岩浆囊。基于S波速度低值异常与岩浆囊熔融百分比定量关系的研究结果,使用6~16千米深度的S波低速异常模型,本文计算得到的最大熔融百分比约为22~24%,岩浆囊熔融部分的体积约为270~340 km~3。限于本文缺乏更长周期的面波数据,尚无法对更大深度的S波速度结构进行良好约束,因此对于海南琼北火山区20 km以下深度是否存在更大尺度岩浆囊尚需进一步研究。同时为了得到琼北地区更加精细的浅层地壳结构和地表干热岩分布情况,我们在琼北海口邻近地区布设了流动密集台阵35台,通过地震背景噪声成像的方法得到了海口地区地表往下5 km深度范围内的精细S波速度结构分布,与区域尺度反演结果进行联合对比,发现琼北地区中上地壳确实存在一个明显的低速异常区域。