中国东北及邻近区域属于中亚造山带最东部,是全球古生代至早中生代期间形成的最大增生地体之一。在中生代,中国东北地区经历了大规模的火山活动和因古太平洋俯冲而产生的伸展;在新生代,又经历了广泛的碱性火山作用,以及与其相关的太平洋板块俯冲。如今东北地区仍处于板块挤压和板内火山活动的阶段。已有的层析成像和热力学耦合动力学模拟结果显示,东北地区下方地幔转换带内存在广泛展布的滞留俯冲板块,并将火山的形成解释为与板片脱水作用和其引起的地幔对流有关,但该模型对于火山的位置分布并不能给出很好的解释。自中美日合作的NECESSArray数据公开以来,有层析成像和接收函数研究表明在长白山下方的地幔转换带存在板片缺口,据此一种新的下地幔沿板片缺口上涌提供东北地区上地幔热源的观点被提出,但该模型无法解释单独的下地幔上涌是否能足够加热如此大范围的上地幔。因此,东北地区下方深部热物质来源仍是一个有争议的问题。东北地区远离日本海沟1000km以上,远震较区域地震能提供更多的数据并适合于本区域的层析成像研究。FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)作为一种可靠的层析成像技术,可以被用来获得研究区上地幔速度结构,据此探究火山来源、板块俯冲行迹、地幔流变性等问题。针对东北地区上地幔速度结构和深部热物质分布,本研究采用两种波形相关法从IRIS提供的以NECESSArray数据为主的286个台站的波形数据中拾取了36000个相对走时残差。利用这些走时残差数据,本研究反演得到了东北地区下方深至750km的三维P波速度结构。研究结果显示,在长白山火山群、镜泊湖火山和阿尔山火山下方均存在贯穿地幔转换带的低速异常,这些低速异常上沿至浅部,结合近年来其他学者提出的观点,本研究推测东北地区新生代火山由俯冲板块脱水加热和下地幔热物质上涌二者共同提供了热源。松辽盆地北部的上地幔低速体并未穿过地幔转换带,推测这可能与地幔对流和盆地拆沉有关。五大连池火山群下方由于台站分布较少而分辨率不足,但根据来自下地幔的低速异常图像,推测其形成也不仅仅由于地幔对流。根据上地幔广泛分布的低速异常以及穿过火山下方地幔转换带的低速体,本研究认为东北地区新生代火山具有亲缘性,有着相似的形成机制。