地震背景噪声成像是近年来地震学最活跃的研究领域与前沿方向,在探测地壳与岩石圈结构,进而研究地球动力学演化过程,以及地震的孕震构造环境并开展地震危险性评估等工作中具有重要的科学意义。噪声成像研究的关键问题是如何从背景噪声互相关函数中提取到分辨率较高的面波频散信息。针对这个问题,2019年陈晓非课题组提出了基于台阵资料的频率-贝塞尔变换法(Frequency-Bessel Transform Method,F-J方法),成功地从背景噪声数据中提取出高阶面波频散曲线。相比传统方法,F-J方法提取的频散曲线分辨率更高,频率范围更宽。对于区域结构非常复杂,数据质量相对较差的情况,F-J方法即使提取不到高阶频散曲线,也能得到频带较宽、非常有效的基阶频散信息。因此,无论是在浅地表勘探,还是在地壳-上地幔等大尺度的速度结构研究中,F-J方法都取得的了令人满意的应用成果,对主动源和被动源数据研究都有不错的效果,是一种应用前景非常广阔的方法。但是,对于横向结构变化非常大的区域,目前背景噪声成像方法存在一些矛盾。即小尺度阵列对局部浅层结构的反演成像有效,能够得到分辨率较高的浅层速度结构,但对深部速度结构不敏感。而大尺度阵列对深部速度结构研究有效,对浅层结构却约束不够。因此,为得到分辨率较高地从浅层到深层的速度结构,本文提出了一种多尺度阵列嵌套组合的方式,即用小尺度阵列资料提取相对高频部分的频散曲线,用大尺度阵列资料提取较低频率的频散曲线,然后将从不同尺度阵列提取的频散曲线按照区域大小顺序进行融合,得到频率范围更宽的频散曲线,进而反演得到研究目标区域深度范围更广的速度结构。云南位于青藏高原东南缘,受板块推挤作用,区域内横向结构异常复杂,中强地震持续活跃,地下构造特征备受关注。为了探测和监测区域地下介质结构变化,2012年在云南宾川建成了陆地激发水库气枪震源发射台,为了研究发射台周边区域的浅层速度结构,2017年3-5月围绕发射台开展了密集台阵实验,记录到大量的连续数据,为该区利用噪声成像反演速度结构提供了丰富的背景噪声资料。密集台阵作为小尺度阵列,可以从背景噪声资料中提取到相对高频的频散曲线。为了得到高分辨率的深层速度结构,我们将台阵尺度扩大,增加了宾川气枪源台网和云南地震区域台网,从更大尺度的阵列资料中获得更低频率的频散曲线。低频信息的加入降低了反演结果的非唯一性,使反演结果更准确地反映地下介质结构。文中,我们首先对密集台阵单个子区域的一维速度结构进行研究。利用F-J变换法,分别从密集台阵子区域、密集台阵、宾川气枪源台网以及云南地震区域台网的背景噪声互相关结果中提取出面波频散曲线,然后利用多尺度阵列嵌套组合方式,得到频带更宽的频散曲线,最后利用拟牛顿法反演得到子区域的一维横波速度结构。与前人研究所得的速度模型对比分析,证实了本文利用F-J方法和多尺度阵列嵌套组合的方式进行研究的可行性,而且更精确地反映了地下介质的速度结构。接着,我们将密集台阵区域划分成多个子区域,利用F-J方法和多尺度阵列嵌套组合方式,获得每个子区域的组合频散曲线,进而反演得到每个子区域的一维横波速度结构,将这些一维速度结构投影到子区域的中心点位置,利用Kriging插值方法,插值得到云南宾川地区三维横波速度结构。最后,将三维横波速度结构按照深度和纬度方向进行切片讨论。结果分析显示,该区域沉积层厚度小于1km,基底层埋深在4km左右。近地表横波速度分布与地表结构对应较好,呈现断陷盆地处低速、山地隆起处高速的现象。区域断层活动对速度结构有非常显著的影响,断层两侧的横波速度结构存在明显差异。在北东向断层组与北西向断层共同作用下形成的菱形沉积中心内,出现了高速异常体顺时针旋转的现象,推测与整个区域的左旋张扭性运动模式有关,同时与滇西北断陷带顺时针旋转变形的运动特征一致。本文利用F-J变换法和多尺度阵列嵌套组合方式,得到了云南宾川地区气枪震源发射台附近高分辨率的三维横波速度结构,为该地区进行地下结构探测提供了基础,对进一步认识该地区的孕震构造背景,以及地震危险性分析具有重要指导意义。