接收函数和面波频散联合反演是获取壳幔S波速度结构的一种重要手段。作为地学界两个研究的热点区域,青藏高原东南部和腾冲火山区的壳幔变形和动力学特性对研究整个青藏高原的演化和隆升以及火山区的火山活动性、地震活动性具有重要意义。另一方面,传统的反演方法中,模型参数化过程受人为因素影响较大,对反演结果也会产生巨大影响。发展由数据驱动的自适应模型参数化方法并应用于速度结构的反演,对提高反演结果的可信度和分辨率具有重要意义。基于上述问题,本文利用接收函数和面波联合反演的方式获得了青藏高原东南部和腾冲火山区地壳上地幔三维S波速度结构,并在此基础上讨论了相关的动力学问题；同时在变维贝叶斯理论框架下,提出了一种新的基于散射波波形直接拟合的速度结构反演方法。本文的主要研究工作和贡献如下：(1) 充分利用云南省数字地震台网和MIT/CIGMR(麻省理工学院/成都地质矿产研究所)临时观测台阵的地震波形数据,采用接收函数H-k叠加方法计算Moho面深度和泊松比的值,获得了青藏高原东南部平均地壳厚度和泊松比模型。结果显示青藏高原东南部地区地壳厚度横向变化剧烈,呈现北部厚(～62 km),南部薄的特性(～30 km)。泊松比横向差异较大,具有明显的分块分布特性。以26°N为界,北部泊松比较高,南部地区则被红河断裂和小江断裂分割,泊松比由西至东呈“高-低-高-低”的条带状分布。(2) 利用接收函数和瑞雷波相速度频散联合反演的方式,获得了青藏高原东南部地壳至上地幔顶部的三维S波速度结构。从反演结果可以发现在青藏高原东南部地区存在两个中下地壳物质流动通道。这两个物质流动通道起源于研究区北部小金河断裂与小江断裂的交汇区域,最终在云南南部地区相互连通。通过与地壳各向异性以及最大剪应变分布的对比研究,发现在物质迁移通道覆盖的区域,地壳内各向异性特性可能主要来自于物质流动,物质的流动对研究区内的断层活动性也会产生一定的影响。各向异性的结果显示地壳内各向异性强度表现为北强南弱,表明通道内物质流动速度、构造挤压强度等由北向南呈逐渐减弱的趋势。(3) 充分利用腾冲火山监测台网的地震波形数据,采用接收函数分区反演,同时联合面波频散数据,获得了腾冲火山区地壳上地幔三维S波速度结构。结果显示在腾冲火山区的中上地壳内共有四个岩浆囊,上地幔顶部也可能存在岩浆囊。地壳内的四个岩浆囊并非独立存在,而是彼此间相互连通。下地壳内虽未发现岩浆囊分布,但存在的小尺度低速区域表明,在这一深度范围内可能存在一系列的岩浆导管,深部熔融物质通过这些岩浆导管向浅部运移。(4) 为了研究腾冲火山区壳内各向异性特性及岩浆贡献,利用改进的各向异性H-k叠加方法获得了各个台站下方的Vp/Vs值、快波偏振方向、P波各向异性强度、S波各向异性强度、岩浆侵入体纵横比以及岩浆侵入体中岩浆比例,结果显示腾冲火山区地壳各向异性特性及成因比较复杂,除MZT、MIZ和TCG台之外,其他台站各向异性受岩浆影响较小。本文给出的是各向异性H-k叠加的初步结果,后续的研究中需要对结果进行进一步的完善。(5)针对传统接收函数反演方法中模型参数化过程受人为因素影响较大以及接收函数协方差矩阵估计困难等问题,本文在变维贝叶斯地球物理反演理论框架下,提出了一种基于直接波形拟合的速度结构反演方法。该方法从叠加的波形数据出发,避免了接收函数的反褶积运算,无需估计接收函数的协方差矩阵。同时,该方法采用变维贝叶斯反演手段,在反演过程中根据数据本身的求解能力自适应地对模型空间进行划分。这种基于数据驱动的自适应模型参数化方法,极大地减少了人为因素对反演结果的影响。模拟算例和实际数据的反演结果表明,本文提出的反演方法是可行的。相比传统的接收函数反演方法,本文提出的方法具备分辨小尺度速度异常区域的能力。