大约50Ma年前印度-欧亚大陆碰撞,印度块体向欧亚大陆之下俯冲,导致青藏高原的隆升并造成青藏高原下方显著的地壳增厚。而青藏高原东北缘作为研究高原的隆升变形机制和对中国东部构造演变远程作用的重要区域也受到了广泛的重视和关注。到目前为止,国内外的学者在该研究区域已经进行了大量的有关地球物理学和地震学方法的实践和理论研究,得到了许多的研究结果,但对其变形机制仍存有争议。如在中下地壳,低速层的发现可能暗示了下地壳流模型的可能性。而地震各向异性研究结果则认为,青藏高原东北缘地区的变形属于垂直连贯变形,接收函数又发现该区有较低的泊松比,这又与地壳流模型相矛盾。此外,地处青藏块体、阿拉善块体、鄂尔多斯块体以及扬子块体之间的青藏高原东北缘显然是研究块体间构造演化以及接触变形作用的关键区域。作为一个正在快速生长的高原,其内部构造运动活跃、地震频发,历史上曾发生过多次大型强震,例如:1739年平罗8级地震,1920年8.5级海原地震,1927年8级古浪地震等。这些构造异常的出现是否与青藏高原东北缘的横向扩展密切相关,深部的扩展是否影响并改造了克拉通地块,强震的形成和发生的运动机制以及孕震环境与此又有何直接的关系,这些问题依然需要我们对青藏高原东北缘深部结构演变做更进一步的地学探测和研究。而合理利用现代地震学观测手段和资料技术来观测和获取该地区的深部地下结构就是重要的研究手段之一。本文的数据来源为“中国地震科学台阵”(喜马拉雅二期)探测项目在东北缘布设的670个宽频带流动地震台站以及部分区域地震台网记录到的P波初至到时,采用基于稀疏约束的多尺度地震层析成像算法,反演得到青藏高原东北缘、阿拉善地块、鄂尔多斯地块下高分辨率壳幔P波速度结构。试图对块体深部边界结构及其相互间作用和活动方式、高原的变形模式等相关问题做进一步的深入探讨和研究。本文的研究结果表明:(1)青藏高原东北缘及邻区壳幔结构与地表的构造特征有较好的相关性,在上地壳,速度结构横向差异明显,中下地壳深度存在大范围的低速异常,阿拉善块体、鄂尔多斯块体保留有原始的克拉通性质,速度表现为整体性的高速结构,且成层性较好,未发现大规模变形的特征。(2)在祁连造山带内,速度结果以拉脊山断裂为界,大致可以分为两个主要部分:西北部分的造山带中上地壳表现为低速异常的特征,而东南部的造山带中上地壳则主要表现为高速特性。对于该现象的出现,可能是由于西北和东南两部分的祁连造山带经历了不同的地质构造变化过程。在西北部,青藏高原的北部地壳变形和生长发育通过上地壳的北向逆冲和下地壳的增厚扩展来实现;而在东南祁连造山带上地壳的变形和发育过程则具有明显的走滑型。(3)在由青藏高原块体向鄂尔多斯块体的过渡区内,通过我们反演分析得到的速度场结构来看,在上地壳普遍表现为高速,但在中下地壳却普遍表现出了低速异常并侵入到鄂尔多斯西南缘,为此我们推断青藏高原东北缘中下地壳低速物质横向扩展已经到达鄂尔多斯西南缘。除此之外,作为鄂尔多斯周缘唯一的挤压边界,东北缘的横向扩展很可能是造成其块体逆时针旋转的主要驱动力之一。(4)从地壳到上地幔顶部,几乎都可以在北纬38°附近观察到鄂尔多斯块体存在的南北速度差异。这种差异很可能是由于在鄂尔多斯南北经历了不同的构造运动导致的,南部主要受到青藏高原扩展隆升的影响,而北部构造运动主要受阴山的影响。同时,构造运动的差异也影响到了地表高程、沉积作用及成矿位置等。本文采用的多尺度层析成像方法与其他传统的层析成像方法相比,有效地解决和避免了由于观测的台站与实际地震在我们所研究地区的分布不均所造成的的分辨率差以及谱泄漏等技术问题。该方法提供的多尺度分析和稀疏约束,保证了我们获得稳定的高分辨率结果,这为青藏高原东北缘动力学问题的深入研究提供了重要的地震学证据。