地震层析成像是目前研究整个地球内部非均匀结构和地球动力学的重要技术和工具之一。其中,地震体波走时层析成像技术应用最为广泛,地震波的走时信息之所以能够反映地球内部结构,是因为地震波在地下介质中传播时,由于地下介质的非均匀结构导致地震波走时与在理想的均匀介质中传播得到的走时不一致,通过分析比较这种走时的变化获取地球内部结构的信息。美国南加州地区位于太平洋板块和北美板块的交汇地带,地震活动剧烈、地质构造复杂、地震台站密集,是进行天然地震波速度成像探索地球内部速度结构的典型区域。本文的研究目的是通过地震波数据的走时信息利用地震体波走时层析成像技术获取研究区域的地壳速度结构,研究该区域的地壳P波速度结构,对于了解和认识该地区的地质构造具有重要意义。本文针对获取的地震波形数据存在质量较差不易得到观测走时的问题,探索了改善波形质量并自动拾取近震初至波走时的方法。最终本文收集了2015年-2018年发生在美国南加州地区的地震波形事件,利用AIC法进行初至走时的拾取,通过质量筛选和误差分析,拾取了35600条初至P波和Pn波走时。然后利用地震体波走时层析成像技术对南加州地区0-40km深度的地壳进行研究,获得了该区域0.5°×0.5°×5km分辨率的P波速度结构模型,结合该地区已有的地球物理研究结果,对层析成像结果进行分析。通过分析各深度层上的速度分布情况,揭示了南加州地区P波波速不仅随深度的变化产生变化,且该区域地壳具有明显的横向不均匀性。反演结果显示,在近地表,该地区的P波速度分布与地表的地质构造、地形起伏存在较好的一致性,即高山山脉在该层具有较高的P波速度,而沉积盆地等低地形的构造呈现低速分布。在中地壳,层析成像结果显示在该深度上大部分区域都显示高速分布,该区域中地壳的速度结构与地壳岩层构成有关以及以往的地质构造活动相关。在下地壳,反演结果显示了P波速度的横向不均匀性。在上地幔,层析成像结果显示在该深度上大部分区域呈现低速分布。