准确反演微地震和天然地震的震源参数是地球物理学中的关键问题,对于非常规油气资源的开采以及地震应急救援具有非常重要的意义。对于微地震监测来说,微地震事件的位置和震源机制可以用来确定水力压裂产生裂缝的方位、几何形状及展布趋势,帮助评估压裂效果、估计储层油气藏体积以及掌握储层的应力状态变化;对于天然地震来说,准确的震源参数可以帮助全面认识地震的发生机制、破裂过程、能量传播特征以及地震危险性评估。本文主要针对微地震和天然地震高精度震源参数反演的相关问题进行研究。井下微地震监测中检波器的水平朝向方位是随机旋转的,如果不对检波器的方位进行校正,就会对后续的事件定位和震源机制反演带来很大的误差。井下三分量检波器的校正通常需要利用位置已知的射孔事件,传统方法基于射孔数据一一确定检波器的方位,当射孔数据的信噪比偏低时,使用传统方法就会对结果造成很大的误差。为了解决这种问题,本文提出了一种联合射孔数据和高信噪比微地震事件的井下三分量检波器方位确定方法（SOME方法）。由于在检波器的相对方位确定中引入了高信噪比事件的波形一致性约束,同时设定了判断准则去除了震源机制可能导致的方位180°不确定性,相对方位角的准确性得到了明显的提高,所有检波器上的射孔数据波形朝着参考检波器经过相对旋转后,然后再结合具有高信噪比的检波器来确定绝对方位,可以实现所有检波器最终绝对方位的准确性都得到很大的提高。最后,本文通过合成数值算例测试和实际数据应用,证明了 SOME方法的有效性和可靠性。井下微地震监测由于观测系统覆盖有限,导致震源参数的反演具有很大的不确定性,而天然地震的台站布设在地表且数量较多,相比微地震的井下观测系统来说,在震源参数的确定方面具有非常大的优势。但是传统做法中一维速度模型的使用会对震源参数反演造成很大的误差,因此,本文提出了一种基于起伏地形三维格林函数的地震震源参数反演方法,该方法考虑了发震区的实际地形起伏和三维结构效应,并通过原始数据处理、格林函数库构建、逐点震源机制反演、质心位置确定以及震源深度确定这5个步骤详细阐述了反演的框架。然后,本文以2019年6月17日发生在四川盆地南部的长宁地震为例,将该方法应用到实际地震的震源参数确定中,给出了长宁地震的质心位置、震源深度、震级、发震时刻、地震矩张量以及震源时间函数,通过合成数据和观测数据的波形拟合情况证明了该方法的准确性和可靠性,同时结合区域地质构造背景和工业活动对结果进行了解释,并将该结果与Global CMT、CENC等其他机构给出的结果进行了对比和讨论。在上述确定性的反演方法中,没有考虑震源时间函数复杂性以及解的不确定性评估等问题,因此,本文提出了一种基于MCMC的贝叶斯震源参数反演方法,并将其应用于微地震和天然地震的震源参数反演。对于微地震震源参数反演,本文利用该方法通过合成数值算例验证了单井监测下震源机制反演的多解性,同时发现了单井监测下震源机制各参数的不确定性与DC/ISO/CLVD三种成分所占比例之间存在负相关性的一般规律。双井算例测试结果表明,即使在定位存在误差的情况下,双井监测对于震源机制解的唯一性以及不确定性的约束仍然明显优于单井监测。对于天然地震震源参数反演,本文利用该方法通过构建包含走时和波形的联合目标函数,实现了对震源位置、深度、地震矩张量、震级以及复杂震源时间函数的同时反演,并可以结合后验概率分布对解的不确定性进行评价。由于待反演的参数个数较多,特别是当震源时间函数比较复杂时,利用传统网格搜索方法寻找最优解的方式由于计算量太大难以应用,并且参数的分辨率也容易受到限制,而本文中基于贝叶斯理论的反演方法利用MCMC采样算法,使得下一次模型参数更新只与最近一次的样本有关,同时遵循Metropolis-Hastings接受准则,可以实现使用较少的迭代次数就可以给出稳定的反演结果,收敛速度大大提高,解决了复杂震源时间函数的反演问题。最后,本文通过合成数值算例对该方法进行了系统的测试,并将其应用到长宁地震震源参数的反演中,得到了非常准确和可靠的结果,证明了本文方法的可行性与准确性。本文通过检波器方位准确性的提高、新反演方法的提出以及基于统计学理论对解的不确定性评价等方面,共同推动了微地震和天然地震震源参数的高精度反演。