获取准确的地震震源信息是地震监测的核心任务,也是研究地震物理学、震源动力学、断裂带结构及其演化过程的基础。同时,对地震预测、地震灾害评估和震后救援减灾等相关工作的开展具有重要意义。因此地震发生后,快速准确地确定地震位置、破裂方向和破裂面形态;解析震源破裂过程以及研究断层面结构对其控制作用一直是数十年来前人研究的热点,也是本文的主要研究内容。地震定位是地震学中的经典问题。本研究将波形偏移定位方法中的传统成像条件改为混合相乘成像条件,进而获得了更高精度的地震定位方法。与基于到时的定位方法相比,基于波形的定位方法不需要拾取相位到时信息,更适合对低信噪比地震事件进行定位。在基于波形的定位方法中,一种常用方法是根据潜在的事件位置和发震时刻计算相应到时,对到时附近的P波、S波不同的波形属性进行叠加,并假设最大叠加值对应着真实的事件位置和发震时刻。在此研究中,为了获得高分辨率的定位结果,我们将混合相乘成像条件应用于地震波形特征函数,来改进基于波形的定位方法。混合相乘成像条件首先对台站进行分组,将同一组台站记录的地震波形特征函数相加,然后再组间相乘。我们发现这种方法可以在很大程度上消除相加过程中噪声的累积效应,从而提高震源位置成像的分辨率。为了验证新方法的可靠性,我们利用一组合成数据和一组在油气田开采过程中采集到的真实诱发地震数据集,对基于混合相乘成像条件的定位方法进行测试,并与其他三种传统叠加方法成像条件进行比较。测试结果表明,新的混合相乘成像条件比传统成像条件可以获得更高分辨率的震源位置成像结果。除了对中小诱发地震进行定位以外,我们还将此方法进行改进,联合到时信息应用于Gofar转换断层上的中强地震定位,首次确定了 2008年Gofar地震的震源深度,为后续研究该地震震源破裂过程提供了研究基础。地震本质上不是一个点源,而是在一定空间尺度上释放能量的过程。本研究将上述定位方法加以改进,利用近场波形数据快速准确的识别地震破裂面以及确定震源破裂方向。地震破裂可以看作是一系列子事件相继爆发的合成结果。因此通过时间窗的滑移,利用上述定位方法可以在复杂波形中识别这些子事件并对其定位成像,得到不同时间段辐射地震能量的空间位置,从而确定出破裂面及破裂方向。我们将该方法应用于2004年Parkfield 6级地震,破裂面得到了清晰成像并且确定了该地震东南至西北的破裂方向,这一结论与前人的研究结果一致。由于该方法能够在仅使用地震波形数据的情况下识别破裂面,且无需计算格林函数,因此计算成本低十分适合近实时震源成像,对震后实时监测震源活动、救援抢险具有十分重要的意义。常规的有限断层反演方法是将地震点源解和主要破裂面作为先验条件,通过波形拟合求解断层面上的同震滑移分布,从而获得地震破裂的时空分布,能够更好地描述真实的破裂过程。我们利用强震动数据和干涉合成孔径雷达（InSAR）数据来联合反演2018年12月16日ML5.7四川兴文地震及2019年1月3日ML5.3四川珙县地震的破裂过程。这是长宁页岩气区块中规模较大、破坏性较强的两个地震事件,对周边地区造成了一定的人员伤亡和经济损失。前人研究表明,这些5级左右地震是由当地水力压裂活动所诱发产生。因此确定此类震级较大的诱发地震的震源破裂过程显得尤为重要。结果显示兴文地震矩震级为5.5,为近北向的单侧破裂。破裂整体呈分段式,沿着走向有两个主要破裂区域,第一个紧挨着震源在0～5km处为破裂的第一阶段（1-3s）,第二个在6-8km处为破裂的第二阶段（3-5s）。滑移主要集中在5 km之上的浅部区域,峰值滑移约为0.27 m。珙县地震矩震级为5.1,也是近北向的单侧破裂。震源破裂过程持续时间为8 s,能量释放主要集中在前5s。主要滑移区分布在震源附近,破裂时间在1-4s,大约长5km,峰值滑移约为0.036 m。我们以2008年Gofar 6级地震为例,研究断层面上的结构变化对地震发震位置以及破裂分布的影响。位于东太平洋海隆的Gofar转换断层上,在障碍体周围的破裂段会准周期性地发生5.5-6级地震。然而,该区域断层面上地震破裂区的分布主要是根据前震和余震的分布来推断的。此外,2008年Gofar6级地震的准确震源位置不确定。这使得研究哪些因素控制准周期地发生5.5-6级地震事件和其破裂分布变得具有挑战性。本研究利用2008年Gofar 6级地震近场强震动波形数据和远场波形数据,首次采用P波初至与S波波形相结合的定位方法确定其准确震源位置,利用有限断层反演方法获得同震滑移分布。通过对比高分辨率Vp/Vs变化,我们发现沿断层面的物性变化与2008年Gofar 6级地震的同震滑动分布在空间上具有很好的相关性。此外,该地震位于低Vp/Vs异常的主要滑动区域边缘附近。这表明该断层面结构控制了 2008年Gofar 6级地震的发生及其同震滑移分布。总体来说,本研究首先通过混合相乘成像条件改进了波形偏移定位方法,并将其成功应用于地震定位和地震破裂面成像及破裂方向的研究。再利用有限断层反演方法确定同震滑移分布,获得更高精度的地震破裂时空分布。最后,结合高精度速度结构研究断层结构变化对震源位置及破裂行为的控制作用。