复杂地质构造环境下的油气藏探测是近年来国内地震勘探研究中的一个热点,因此有必要对复杂构造条件下的地震波数值模拟进行研究。时域有限元法是一种能够较好适应求解复杂几何构造和非均匀介质中弹性波传播问题的方法。其主要优势是能够使用不规则空间网格、容易设置自由表面边界条件、可以灵活刻画不规则边界和复杂几何体。　　 本文根据弹性波动力学正演计算的要求,对有限元网格的划分进行了专门优化。由空间数值频散条件和显式时间更新的稳定性条件,网格单元的尺寸随模拟区域的介质速度变化,非均匀介质的数值模拟证明这种做法能够同时保证计算效率和计算精度。在空间上使用非结构化三角形网格以适应复杂构造;时间上使用Newmark速度-位移格式同时求解位移场和速度场。为解决人工截断边界问题,对Sarma海绵吸收边界进行改进,同传统方法相比吸收效果明显提升。通过追加Clayton-Engquist旁轴边界形成了混合吸收边界技术,对体波和面波的模拟说明混合吸收边界进一步提高了吸收效果,能量衰减计算表明混合吸收边界条件具有长时间的数值稳定性,且在各向异性介质计算中没有出现不稳定。本文对不规则地表和溶洞这两种复杂构造模型进行了时域有限元模拟,不规则地表构造的正演说明起伏地形和地表低速带是形成复杂地震波场的重要因素:溶洞构造的正演结果说明在洞内填充物的物理性质、溶洞数量和大小存在差异的情况下,溶洞构造会产生不同的多次波响应特征。