地壳是构造形变和地震活动最重要的场所,研究其结构特征对于了解和认识区域构造演化和地震孕震机理具有重要意义。随着宽频带流动地震台站的日益加密,基于密集台阵观测研究地壳结构和震源机制成为一种主要且有效的地震学手段。中国东北地区位于中亚造山带的东段,北侧为西伯利亚板块,南侧是华北板块,东侧为太平洋板块,由不同时代、不同性质的地块及缝合带相互拼合组成。受到不同期次的构造演化,现今中国东北地区地质构造形态多样,分布有大兴安岭、松辽盆地、小兴安岭、张广才岭等构造单元,还分布有长白山火山、五大连池火山、诺敏河火山等板内火山群。由于西北太平洋板块的俯冲作用,东北地区是中国唯一深源地震(震源深度大于500 km)频繁发生的区域,这为我们采用深源地震Moho面转换震相研究地壳结构提供了有利条件。本论文利用深源地震Moho转换震相和反射震相的到时及振幅信息获得东北地区Moho面深度、Moho界面S波速度差、平均一维速度模型,以及兴安地块与松嫩地块缝合带北部边界位置。结果显示,东北地区Moho面深度与地表地形具有镜像对应关系,松辽盆地内部地壳厚度最薄,东西两侧的大兴安岭及张广才岭Moho面较深;五大连池火山区Moho面呈现约2千米的下沉凹陷,与地幔物质底侵作用密切相关:兴安地块与松嫩地块交界带北段Moho面存在6千米的跳变,反映了兴安地块与松嫩地块碰撞拼贴残留的历史地质信息,本研究首次从地震学的角度给出了黑河-贺根山缝合带北部拼合边界的具体位置。另外,近年来在松辽盆地内部发生的Ms≥5.0中等震群,其发震机理也受到广泛的关注。我们通过开展地震矩张量反演、地震序列重定位及震源区速度结构成像研究,获得以下结果:2013中等震群震源机制包含显著的非双力偶分量,表现为体积压缩的闭合机制,震源破裂过程中断层不是沿走向滑动,而是有一定角度的挤压闭合是造成非双力偶型地震的主要因素;重定位后地震序列在空间分布上由深部向浅部扩展,表现为流体触发地震的迁移特征;震源区P波和S波速度结构均表现出明显低速异常,沿断裂带速度结构空间上的物性差异控制了地震发生的位置。我们的研究结果揭示深部流体长期作用于断裂对震群型地震的发生起到至关重要的作用,深部流体沿断裂交叉的薄弱带向浅部侵入,长期与断层带内介质相互作用,导致断层强度逐渐降低成为弱断层,从而触发了中等震群型地震的多次发生。