本文主要利用反射地震方法对海水层，盆地内流体地质活动和海底边界层附近的复杂作用过程进行研究。地震海洋学方法是近些年来发展起来的海洋研究方法，其原理是利用海洋多道反射地震方法对海洋水体进行成像。迄今，地震海洋学方法能够对中尺度涡旋、内波、孤立波等各种海洋学现象进行成像，但地震海洋学反演方法进展仍然十分缓慢。本文基于反射地震反演理论与海水各项物性参数之间的关系，提出一种新的海洋背景场约束反演方法。与已有方法相比，该方法不仅能够在反演过程中避免使用T-S关系，同时反演温度、盐度、声速和波阻抗海水物性剖面，而且能够给出高精度的海水密度剖面。该方法应用于欧盟GO项目地中海涡旋联测剖面和南海东北部联测剖面的反演结果显示，反射地震剖面与海水物性剖面相结合，能够给出更为精确的海洋现象垂向结构与物性特征。该方法的建立能够为进一步海底边界层复杂作用过程的反演研究建立重要基础。　　与海水层相对均一的物性特征不同，盆地内流体成分和活动机制更加复杂。本文利用新的高分辨率海底多波束地形数据和反射地震数据在中建南盆地北部区域新发现了大量麻坑和泥火山（群），并对其流体逸散结构进行分析，总结其流体来源，形成机制和流体逸散过程。首次提出该区域广泛发育的新月形麻坑的形成演化过程，解释该区域泥火山的形成演化机制。通过对南海北部与西部陆缘麻坑、泥火山的统计、分析与总结，本文提出根据麻坑的个体平面形态、规模量级和组合形式建立麻坑的三类分类体系并进行总结阐述。麻坑的直径与坑深总体具有线性变化关系但又有区域性分布特征，可能反映了不同海区底质性质、浅地层构造活动、海底倾斜程度和海底底流等因素的不同影响;同一区域泥火山的直径与高度具有线性关系而不同区域拟合斜率差异较大，可能说明同区域泥火山形态、流体成分和来源具有高度一致性，但其分布具有区域差异性特征。研究表明，麻坑、泥火山的产生与近5.5Ma新构造运动期内台湾南部和南海西缘区域性走滑断裂活动相一致，主要分布在构造活动较为活跃，沉积较为薄弱的近坡折带和大陆坡区域，在具有走滑性质的台西南、莺歌海和中建南盆地分布较广、规模较大，而在其它主要张裂性质盆地中分布较少，规模较小。其分布特征一方面能够说明某些区域流体的大量渗漏与逸散，另一方面也能够说明某些区域持续的构造活动有利于该区域深部流体的重新聚集与成藏，从而成为指导油气资源勘探的重要参考指标。　　海底边界层是盆地浅部沉积物、盆地流体与海水层物质与能量交换的重要场所，广泛发育各种海洋作用过程。通过对南海北部与西部大量地震剖面的海水层部分进行处理，与地震海洋学以往研究不同，本文重点对海底附近水体的各种复杂反射地震特征进行分类、分析与总结。利用传统地震相分析方法，分析各种复杂反射地震结构的几何形态、内部反射结构、连续性、振幅以及视频率特征。结合过去相关的地震海洋学研究成果、海底边界层理论与其它各种海底附近作用过程，本文不仅对内波及内波浅化、中尺度涡旋、内孤立波和背风波在地震剖面上的反射地震特征进行了归类与分析，并推测最新发现的一些反射地震特征可能反映的各种海洋作用过程，例如席状披盖地震相可能反映海底湍流边界层，披毛状反射结构的成因可能是水流与沙波等高频起伏海底相互作用而导致的沉积物再悬浮，羽状地震相可能反映流体逸散羽状流的反射地震特征，扫帚状地震相可能与麻坑内部的异常上升流和沉积物再悬浮有关，而海洋雾状层在地震剖面可能以云雾状地震相出现。与固体地壳研究不同，结合其它海洋调查方法，反射地震技术和反演方法有望在自盆地深部至海洋海水层的垂向流体疏导体系和其三个层次上的复杂动力学过程研究发挥重要作用。在本文，海底边界层主要是指海底边界附近水体，而我们将在此区域发生的各种海洋作用过程称之为海底界面过程。