早期地震学研究中,人们通常将地表介质视为各向同性介质,基于各向同性理论研究地震波的传播特性。随着对地下介质认识的深入,人们发现如果仅使用各向同性理论进行研究,会给复杂油气藏开发和地震勘探资料解释带来一定困难。这是因为实际地层中并不都是各向同性的,有些地层介质表现出各向异性特性,如沉积岩在其沉积过程中颗粒会呈水平排列而形成水平层状结构。地震波在其层状平面内各个方向传播性质相同,但在该平面外的各个方向上的传播性质不同。这种介质称为横向各向同性介质（Transverse isotropy,简称TI）,是各向异性介质中的一种,也是地表介质中分布较为广泛的一种介质。除了介质的各向异性特性外,还应该注意到,天然介质（岩石）都是含有孔隙的,孔隙中充满流体（例如水、油、气等）,流体相对骨架的运动可能会对波的传播产生影响。因此,为了更真实地模拟地下介质中地震波的传播情况,要同时考虑介质的各向异性和多孔性。基于这一考虑,本文研究了地震波在具有垂直对称轴的横向各向同性（Transverse isotropy with a vertical axis of symmetry,简称VTI）孔隙介质中的传播特征,研究结果对地震资料解读、油气开发和各向异性反演工作有重要意义。本文提出了一种半解析方法计算VTI孔隙介质中点源（包括点力源和地震矩张量源）激发的三维地震波场。通过引入一组柱谐坐标,将位移、应力等量变换到新的坐标系下,然后代入到VTI孔隙介质波动方程,我们将方程组解耦为两组频率-波数域的一阶微分方程组。这两组方程组形式相同,均可采用全局矩阵法进行求解,得到频率-波数域的波场,最后通过离散波数法和快速傅里叶变换,我们得到三维时间-空间域的波场响应。我们在将VTI孔隙介质分别退化为各向同性孔隙介质和VTI弹性固体介质的情况下,将本方法的计算结果与现有的其他方法计算的结果对比,验证了本文方法的正确性,然后开展数值模拟研究VTI孔隙介质中地震波的特征。计算结果表明,VTI孔隙介质中的波场响应具有明显不同于各向同性孔隙介质中波场的特征。例如,在VTI孔隙介质中,爆炸源能同时激发q P波和q SV波;q SV波能引起孔隙压强的变化,但SH波不能。除此之外,研究结果还表明,VTI孔隙介质中地震波具有速度各向异性和衰减各向异性。本文提出的半解析方法具有较高的计算效率,为今后快速评估VTI孔隙介质中的地震响应提供了方便高效的模拟工具,所获得的认识为今后地震资料的解释提供了理论参考依据。