本文首先对岩石圈条件下的花岗岩，辉长岩，玄武岩和橄榄岩四种典型性岩石的脆性破裂规律进行了深入研究，重点研究了温度和应变率对这四类岩石脆性破裂强度的影响.在假定围压，温度，应变率和标本尺度对岩石脆性破裂强度的影响相互独立的基础上得到了新的经验规律.新的经验规律中，温度，压力，应变率和标本尺度对岩石破裂强度的影响都是它们自身的单值函数.新的经验规律更接近岩石圈的实际情况，不但考虑了围压的影响，而且还考虑了温度，应变率和标本尺度的影响.结果表明，脆性破裂强度随围压的增加非线性增加.温度对花岗岩，辉长岩，玄武岩和橄榄岩四种岩石脆性破裂的影响基本相同，都可以用本文获得的经验关系来估算，但不同岩石的参数不同.当温度小于300℃时，温度对岩石脆性破裂强度的影响不大.随着温度的升高，温度对岩石脆性破裂强度的影响逐渐加大，岩石脆性破裂非线性减小，且逐渐与热激活过程相关，视激活能小于30.0kJmol-1.岩石的脆性破裂强度随应变率的对数(以10为底)成线性变化：随着应变率的降低，岩石脆性破裂强度减小，但幅度不大.本文获得的经验关系表明，在温度、压力和标本直径不变的情况下，当应变率减小3个量级时，岩石脆性破裂强度仅减小约10％，与实验结果基本吻合.岩石的脆性破裂强度随标本尺度的增加而减小，但当岩石标本接近米的量级时，标本尺度的大小几乎不影响岩石脆性破裂强度的大小.因此可以利用大尺度(接近米的量级)标本的实验结果来研究岩石圈的破裂机制.标本尺度的影响可以用本文获得的经验关系来估算，对碳质黑花岗岩的应用结果表明，当标本直径从10mm变到810mm，其强度减小近85％. 其次本文讨论了目前确定岩石圈流变结构过程中存在的三种约束(常应变率，常构造应力约束及与应变率有关的构造力约束)，这些约束都不能反映岩石圈内应变率分布的实际状况.常应变率约束忽略了各地应变率不同的现实.常构造力约束在高热流区会得到过高的应变率，且引进了不确定的构造力常数.与应变率有关的构造力约束使用一个统一的阻尼因子，不能反映区域的差异，在低热流区得到的应变率过小.且常构造力约束和与应变率有关的构造力约束得到的应变率平均值都太低，变化幅度太大，忽略了岩石圈结构和物质组成影响.基于GPS观测的研究结果，本文提出利用GPS观测得到的应变率作为岩石圈流变结构的约束.这种应变率在地表能较好地反映应变率在空间上的水平分布，它不再是某种理论模型的结果，而源自实际的观测资料，和大地构造有密切联系.以GPS观测应变率作为确定岩石圈流变结构的约束条件，克服了目前使用的3种约束的不足，符合确定流变强度的直接要求.比之目前存在的3种约束下得到的流变结构，由GPS观测应变率确定的岩石圈流变结构更加合理，不但充分反映了大地构造的特点，而且合理地反映了岩石圈内温度，结构和物质组成对流变结构的影响. 最后本文利用鄂尔多斯及其邻区(102°E-116°E,32°N-43°N)的地震P波速度资料和大地热流资料建立了鄂尔多斯及其邻区岩石圈的三维波速分布及温度分布.考虑了摩擦滑动，脆性破裂及蠕变三种主要的流变机制在岩石圈中的作用，在GPS应变率约束下，计算了鄂尔多斯及其邻区岩石圈粘度的三维分布，并对原华北岩石圈三维流变结构的初步模型进行了修正.结果表明，鄂尔多斯及其邻区和华北岩石圈流变结构都纵向成层分布，大致可分为三到四层，而横向上随空间变化.在地壳内，流变结构分层与地壳的地震波速分层类似，因为流变结构的纵向分层主要由地震波速结构和岩石圈物质组成决定.在深部，在横向上，流变结构的分块形态与温度分布类似，因为在深部和横向上流变结构主要由温度分布决定.鄂尔多斯及其邻区和华北岩石圈粘度的量级在1018Pa·s到1024Pa·s；鄂尔多斯块体西侧岩石圈粘度比周边断陷带的粘度高1到2个数量级，西部的粘度也比东部高.类似的特征也出现于华北平原.流变结构与主要大地构造和地震分布间有一定联系.在断陷带下，粘度相对较底，热岩石圈薄.而如鄂尔多斯块体和华北平原的稳定地区，粘度高，岩石圈厚.在鄂尔多斯及其邻区，1985-2004年间Ms≥4.0的地震绝大部分都沿着断陷带分布，在纵向上位于上、中地壳的高粘度区，地震的最大发生深度在粘度为1022Pa·s的等值线之上.华北地区1900年来的Ms＞6.0的地震在横向上一般发生在粘度梯度大的区域附近或粘度相对较低的地方.