印度与欧亚大陆的汇聚碰撞,形成了青藏高原-喜马拉雅造山带,这是新生代以来全球最重要的地质事件之一,对区域构造格局、亚洲乃至全球气候和环境有着深远的影响。强烈的挤压碰撞过程造就了青藏高原-喜马拉雅造山带复杂的深部岩石圈结构,尤其是导致了造山带内部和边缘的浅层地质和深部结构具有非常大的差异性。因此,查明青藏高原-喜马拉雅造山带不同位置的深部岩石圈结构特征,是全面探索陆-陆碰撞过程和高原生长隆升机制的关键要素。本着上述原则,本文以喜马拉雅西构造结的帕米尔-兴都库什和青藏高原南部区域为研究区,运用了震源机制解、应力场分析、数值模拟等多种方法,探寻上述地区的岩石圈结构特征、动力学演化历史和孕震机制,以期获得新的认识。喜马拉雅造山带西北端的西构造结是印度与欧亚板块碰撞最强烈的地区之一,使得区内帕米尔-兴都库什地区成为全球最活跃的地区之一,具有强烈的地震和变形。地震数据和层析成像结果显示,在帕米尔-兴都库什地区深部分布存在一个南向俯冲板块和一个陡峭的北向俯冲板块。作者收集了国际地震中心发布的3988个地震事件信息并绘制了地震分布图。同时收集了926个地震事件的波形数据,利用generalized Cut and Paste方法和线性阻尼方法,反演震源机制解和构造应力场状态。研究结果识别出两个不同的地震带:兴都库什深部陡峭地震带和帕米尔深部的宽阔地震带。兴都库什主要发育中深源地震,且以逆冲型震源机制解为主,说明该地区受逆冲断层的控制;而帕米尔地区地震深度浅于兴都库什,发育浅源和中源地震为主,且兼具正断型和走滑型震源机制解。帕米尔南部高导低速体所在位置的上方,正好对应了最大主应力轴垂直的区域,与该地区的致震过程具有一定的关联。本文将两个不同的地震带解释为一个双边俯冲系统,其中兴都库什地震带代表印度板块的北向俯冲,而帕米尔地震带显示欧亚板块的南向俯冲。此外,在兴都库什地震带和帕米尔地震带之间的过渡区域,作者推断存在一条隐伏的转换断层,它调节着印度和欧亚板块的相反运动方向。本文利用ASPECT建立了以Stokes流体为基础的帕米尔地区俯冲模型,实现了俯冲过程中俯冲板片由印度来源转向欧亚来源的转换。本文研究表明,俯冲板片转换的发生具有特定的条件,即岩石圈具有较低的背景应变率,而在发生碰撞的位置应变率达10-11s-1,表明了帕米尔地区的强烈隆升发生在欧亚板块向南俯冲之后。本文的青藏高原南部地区包括南羌塘、拉萨和喜马拉雅块体。前人通过多重手段获得了该区深部岩石圈结构,在地壳尺度识别出高导低速体的广泛发育,与正常层位相间分布,并以此为证据提出通道流模型。本次研究中,作者首先利用获取的地震波形数据对青藏高原南部地区的震源机制解进行了反演,结合已发表数据,进而计算出区内的构造应力场状态。结果表明,青藏高原南部主要发育正断型和走滑型地震,两者占比几乎一致;在深度上,地震主要集中分布于上中地壳。这说明青藏高原南部在整体走滑背景下,存在多个不连续分布的局部正断型应力区域。根据前人地球物理学资料,作者认为这些区域对应分布于上中地壳内的高导低速体。这些区域的不连续性意味着地壳内韧性流变层的不连续,因此不太可能引发贯穿整个青藏高原南部的大规模下地壳流。高导低速体广泛存在于青藏高原-喜马拉雅造山带系统,为了研究高导低速体对岩石圈变形的影响,设置了通用高导低速体模型。结果显示,高导低速体与地震发生和活动断层的形成有关,高导低速体内部的能量释放引发地震,地震造成地表破裂形成断层,并且先从脆性域发生破裂;高导低速体所在的地区具有较慢的抬升速率,形成挤压区的沉降盆地。结合地震波速资料,建立了包含五个高导低速体的青藏高原南部二维数值模型。结果表明,高导低速体的存在能改变地层应力状态。高导低速体上方的脆性域最大主应力轴表现为高倾伏角甚至铅垂向,当低速体规模较大时,会影响其下方地壳和岩石圈地幔的应力状态。受高导低速体的影响,在藏南藏北交界处一低速体上方,地表存在较大的应变率,约为3×10-15s-1(0.95×10-7yr-1),且有实际地球物理数据的支持。