地震体波走时层析成像是以地震体波到时作为观测数据，反演地下介质的地震波传播速度分布的一种反演技术方法。基于弱各向异性介质的假定，通过在走时反演方程中引入各向异性参数，可以同时进行介质的速度扰动和各向异性属性的联合反演。对三维介质的各向异性分析，有利于对区域结构构造演化、深部物质变形、动力学模式等问题的进一步解释。本文基于近年来体波各向异性层析成像的理论发展与数值实现方法，针对我国东北地区，开展了上地幔区域的远震三维P波各向异性层析成像研究，获得了该区上地幔三维速度结构及各向异性分布。

（1）基于轴对称弱各向异性介质的假定，在各向同性走时层析成像反演程序的基础上，引入2个各向异性参数，实现了三维速度扰动与各向异性参数的联合反演功能。对台站分布、阻尼系数在三维速度结构和各向异性参数反演中的影响特征进行了分析讨论。台站分布的影响可能更多集中在浅部，阻尼系数的选取则需要综合考虑走时残差均方根和模型的平滑程度。

（2）利用NECESSArray台阵的远震P波走时资料，获得了我国东北地区上地幔速度扰动结构和各向异性分布图像。结果显示，东北地区各向异性分布均存在明显的横向不均匀性。阿尔山火山区下方60-240 km范围内，东西两侧介质具有不同的各向异性分布特征，分析认为，与古地块拼合及盆地后期的伸展变形有关。在松辽盆地地区，速度扰动以高速为主，中心区域120 km深度内存在低速异常，这种特征可能与软流圈热物质上涌有关；在盆地下方60 km，盆地南侧及中部地区各向异性快波方向（Fast Velocity Direction，FVD）FVD呈近EW向展布，东侧则呈NE-SW向展布，推测可能受华北克拉通-松嫩地块沿拼合带走向的相对运动及深大断裂导致的NE向剪切变形共同控制；420 km以下，FVD整体呈NW向分布，与SKS震相剪切波分裂测量获得的快波方向类似，可能表明SKS各向异性来源深度较深，推测其形成机制与太平板块西向俯冲有关。长白山火山区下方180 km内，FVD展布与块体拼合带走向一致，反映了拼合过程对局部构造变形的影响；300 km以下显示出一致的NW向特征，推断与太平洋板块的西向俯冲有关；520-620 km内，火山区西北方存在一个低速异常区，但方位各向异性幅值较大，整体趋势一致，初步推测与来自深部的地幔热柱关系不大，可能与滞留板块的深部脱水作用有关。