海底沉积物相关物性参数的获取对于海洋工程施工、海底地质灾害预防有着重要意义。不同于海底采样声学原位测量确定沉积物物性参数等传统手段,AVO技术能从海洋地震数据中提取海底反射系数,高效率反演海底底质物性参数。针对海水——海底界面,本文主要从弹性与粘弹性海底界面反射的AVO响应出发,对地震波在海底界面的传播及衰减特征,提取品质因子与弹性反演海底沉积物参数的方法进行了探讨。论文在分析之前学者的弹性Zoeppritz近似方程后,基于近似、精确弹性方程进行沉积物弹性参数两步法线性反演与非线性常步长梯度法反演。两步线性法反演速度快,但需要提前确定临界角,在实际应用中不方便;而非线性常步长梯度算法不需要知道临界角,迭代速度快,反演结果较为准确。在分析部分因素对于反演结果的影响后,利用南海实际数据进行了弹性反演测试。考虑到海底存在强衰减的烂泥等沉积物,故在分析完不同衰减频散模型后,确定海底界面为恒Q模型,从理论上分析海水——海底界面地震波传播及衰减情况;利用海底界面三个边界条件——切向应力为0,法向应力、法向位移连续条件推导了粘弹性Zoeppritz方程;进而讨论品质因子、纵波速度、衰减矢量、传播矢量、衰减角之间的关系。通过商用软件及编写的程序进行射线追踪、有限差分合成不同海底沉积物模型的海底界面粘弹性地震记录与波场快照,与弹性地震记录进行对比,进一步证明品质因子较大即为弱衰减时海底沉积物可近似为弹性介质;但在强衰减即品质因子较小的情况下,弹性与粘弹性条件AVO曲线差异较大,证明粘弹性模拟的必要性。最后,通过谱比法利用振幅谱信息较为准确地计算了模型的等效品质因子。