岩石圈（包括地壳和岩石圈地幔）是记录地球演化历史的天然“档案馆”，其中大陆地壳保留了长期构造演化的地质记录，不仅提供了丰富的信息，同时也造成了复杂的结构特征。开展地壳精细结构的研究对解决能源矿产需求、提升灾害防御能力、认识地球演化及推动地球科学发展等具有重大的意义。围绕地壳精细结构的探测，我开展了两方面的工作，一是关于复杂地形条件下的地震波传播理论的研究，发展了起伏地形下椭圆各向异性介质中的地震波传播理论;一是开展了蛾眉山大火成岩省和长江中下游地区的地壳结构特征重建。　　传统地震学中，地球介质通常被认为是完全弹性和各向同性的，但是随着精细勘探时代的到来，该条件下的地震学理论已经不能满足现代社会发展的需求，地震学正向着非均匀、非完全弹性、各向异性、多相态的真实地球介质模型下的地震学理论的方向发展，地震各向异性的研究也变得尤为重要，已经成为勘探地震学、理论地震学、地球动力学等研究中的热点问题。椭圆各向异性介质是目前地下所能观测到的具有最少弹性参数且较普遍存在的各向异性介质类型，地震波在该介质中的传播仅需要垂直方向相速度和水平方向相速度两个参数描述。我们构建了具有起伏地表的介质模型，采用建模灵活、对起伏地表刻画程度高的三角网格对模型进行参数化，发展了起伏地形下椭圆各向异性介质中的回折波射线追踪方法，是实现该介质中初至波成像的正演基础。　　人工源地震探测方法是获得地壳精细结构最精确的方法，其中宽角反射/折射成像方法能充分利用壳内反射波及折射波信息重建地壳几何形态和速度结构，在全球范围内的大陆和海洋地壳研究中均扮演了重要的角色。我们利用该方法重建了两期大规模岩浆作用的地壳结构特征。　　峨眉山大火成岩省是我国境内第一个被国际学术界广泛认可的大火成岩省，被普遍认为是古地幔柱成因，但主要来自浅表的地质和地球化学等证据，缺少深部地球物理探测结果的约束和支持。为此，横跨峨眉山大火成岩省的内带、中带和外带，我们布设了一条长650km的人工源深地震探测剖面，即“丽江-清镇”剖面。剖面的二维地壳速度成像结果显示，峨眉山大火成岩省内带下地壳速度为6.9～7.2km/s，高于中带和外带的6.7～7.0km/s;沿剖面Moho面深度从内带至外带逐渐变浅，内带范围内Moho面深约47～53km，中间呈上隆特征。内带Moho面局部隆起、下地壳呈现高速异常的特征，可能是二叠纪地幔柱活动引起的底侵作用及岩浆上侵的结果，为古地幔柱的活动遗迹。该研究为峨眉山大火成岩省的古地幔柱成因提供了重要的地震学证据。　　川滇地区是我国大陆内部地震活动最强的地区之一，曾于2014年8月3日，在云南省鲁甸县发生Ms6.5级地震，造成了重大的人员伤亡和财产损失。云南地区的地震一般受控于大的断裂或断层，而“丽江-清镇”剖面穿过该区地震较为集中的小江断裂带。我们利用清晰的初至波走时数据，通过有限差分反演揭示了该地区上地壳精细速度结构，拟为该地区的地震定位、地震孕育机制等提供深部速度结构。研究结果表明，鲁甸主震及1400多个余震主要集中在小江断裂带域内地壳高速区与低速区的交接处;小江断裂带地壳速度偏低，两侧偏高，推测其强度相对较小，而断裂两侧的滑移量在10mm/a左右，处于应力和应变的集中区域。推测小江断裂带及附近的鲁甸-昭通断裂带，未来仍具有较强的地震危险性。　　长江中下游成矿带是我国东部的“工业走廊”，分布有丰富的多金属矿产资源。为研究导致如此大规模金属矿床在如此狭窄区域内聚集的深部岩浆活动和动力学过程，我们跨成矿带东部廊带开展了宽角反射/折射地震探测。传统的宽角地震探测采用二维纵剖面观测，而我们使用联合纵剖面和非纵剖面的创新观测系统，期望能以最小代价获得该区的三维地壳结构。纵剖面二维速度结构显示宁芜矿集区下方下地壳和上地幔顶部呈现低速度异常。对于非纵剖面，我们通过动校正和时深转换处理得到其Moho面深度。联合非纵剖面和纵剖面的Moho面深度结果获得的三维Moho面深度结构显示，宁芜矿集区下方，Moho面深度为32～34km左右，整体较浅;Moho面具有平行于成矿带的NE-SW走向的变化趋势。纵剖面速度结构和三维Moho面结果，均支持岩石圈拆沉，导致软流圈上涌和岩浆侵入等成矿动力学过程，且支持成矿模式中，在古太平洋板块NW向的低角度俯冲的远程应力作用下，长江中下游地区由于受到华北板块和大别造山带的阻挡发生强烈的变形，下地壳和上地幔在板块边界发生了切向（垂直挤压应力方向）流动变形。这为长江中下游成矿带燕山期陆内成矿机制提供了重要的地震学证据。由于纵剖面和非纵剖面联合观测的系统对壳内精细速度结构的约束力不够，我们利用近震地震数据获得了研究区中上地壳的三维速度结构，为开展近震数据、宽角反射/折射地震数据和深反射地震数据的联合成像，获得长江中下游地区高精度的三维地壳速度结构，提供了较精确的初始地壳速度结构模型。