地下核爆或天然地震发生时,都会产生地震波,研究地震波所带来的信息是地震学的主要内容之一。基于地震波理论,根据地震波波形特征,分析和解释地震记录图,是测定地下核爆炸的震源参数、研究天然地震震源过程的有效途径。当量和埋深是地下核爆中两个重要参数,准确的估计当量和埋深对于合理评估核爆的威力以及对核爆进行地震学监测的可信性检验具有重要意义。传统的当量估计方法通常是利用振幅或震级与当量之间的经验关系获得当量的估计,然而在地方性及区域地震范围内,用于研究的体波震相Pn,Pg,Sn和短周期面波Lg波形较为复杂、容易受到源和路径不均匀性等影响,同时直达波的不确定性导致需要用多台站平均来减少实际数据中振幅散射等问题,这些因素均能在震源大小和当量估计上引起较大误差。为了避免上述因素带来的误差影响,并在进行当量估计的同时获得埋深的结果,根据尾波对源区辐射花样、路径不均匀性等不敏感且波形稳定的特征,建立了通过单一地震台站拟合区域波形全波列的尾波包络,同时获得当量和埋深估计的方法。首先,基于尾波单一散射模型,以震源谱、传播效应、台基响应、传递函数及其尾波形状函数的物理模型为基础,直接建立了地方性及区域范围尾波包络的解析表达式。利用此关系,将单个区域震相扩展到区域全记录,并结合中国东北区域范围内地震台站观测记录,进一步解释传播、台站等因素的影响,最终得到区域地震台站水平分量尾波包络,振幅稳定,包络振幅的变化清晰地显示区域震相的位置。在此基础上,通过网格搜索的方法来比较不同当量、不同埋深事件的理论包络与实际波形记录,找出最佳拟合范围,最终获得五次核爆当量以时间为序从0.6±0.2kt到3.0±1.5kt,增加至 10.0±2.0kt,之后降到 8.0±2.0kt,又增加至 11.0±2.0kt,并达到最高值。埋深基本表现为由浅到深,从150±100m到350±100m,随后两次都为500±200m达到最深范围,再略微下降为500±150m。研究结果均在埋深-当量关系线之下,与前人研究成果具有良好的一致性,既验证了结果的可靠性和准确性,也说明了使用单一地震台站尾波振幅包络是可以同时约束地下核爆当量和埋深。震源破裂过程是地震学的重要组成部分,在地震发生之后获得主震破裂过程和震源区地面震动图像,可以为判断受灾范围、程度和强余震时空分布提供参考。在此基础上,计算强震之后在周边俯冲带上引起的静态库仑应力的变化是研究震源区附近应力变化的有效手段,进一步提供地震触发和余震分布的判断依据。利用小波域中有限断层反演的方法,通过远场体波和面波波形联合反演,对2015年智利伊拉佩尔Mw8.3级和2010年马乌莱Mw8.8级地震的震源过程进行研究。结果显示这两次地震均为逆冲型大地震,滑动分布较为集中,2015年伊拉佩尔地震的滑动主要分布在震中北侧,断层面上的平均滑动量约为2.43m,平均滑动角度107。,平均破裂速度为1.82km/s,标量地震矩为3.28×1021Nm,95%的标量地震矩在104s内得到了释放。最大滑动量约8m,位于沿走向75km,深度8km处。2010年马乌莱地震为双侧破裂事件,滑动向南北两侧扩展,平均滑动角度为109。,平均滑动量4.95m,平均破裂速度1.90km/s,标量地震矩为1.86×1022Nm,95%的标量地震矩在121s内得到了释放。最大滑动量约12.5m,位于沿走向100km,深度21km处。滑动分布结果与前人研究成果在总体上较为一致。此外,2015年伊拉佩尔地震浅部更大的滑动量应该是其引起了较大海啸的一个原因。基于破裂滑动分布,计算了这两次地震引起的周边俯冲带上静态库仑应力变化,结果显示两次地震均显著增加了周边俯冲带上的库仑应力,2010年马乌莱地震使得2015年伊拉佩尔地震震源区附近的库仑应力增加0.01～0.15bar,从应力积累的角度看,2010年马乌莱地震有利于2015年伊拉佩尔地震的发生,对后者的发生起到了促进作用。