2013年3月3日,云南省洱源县发生了Ms5.5地震,造成了一定的经济损失和人员伤亡。该区断裂构造复杂,地震灾害频发,震区所在的滇西北地区是现今地震活动较为强烈的地带,对该区地壳精细结构及地震重新定位的研究有助于认识地震孕育的深部环境及防震减灾。本研究收集了2010年6月12日至2013年9月13日中国地震科学探测台阵——喜马拉雅计划Ⅰ期在南北地震带南段(23°～28°N,97°～102°E)布设的107个流动台站记录的7597个地震事件波形。采用深度学习方法Pick Net拾取了高精度初至P波绝对到时数据190449条,应用互谱法波形互相关技术获得较精确的相对到时数据209338条,由VELEST方法反演构建了本次研究的初始一维P波速度模型,应用双差层析成像采用两种尺度分别确定了洱源地震震源区和滇西北地区三维P波速度结构模型,并对地震进行了重定位。研究结果表明,重定位后的洱源Ms5.5主震震中在东经99.78°,北纬25.92°,震源深度为10.532 km。主震位于炼铁盆地下方的高速脆性介质内,余震集中在速度结构由低速向高速过渡的区域,由此推断主震的发震断裂为苍山西侧炼铁盆地东缘的主边界断裂。重定位后的余震序列集中在10 km深度附近的水平层面上,呈NNW向,与发震断裂走向基本平行。震源区浅层速度结构呈现横向高低相间的变化特征,而在深度方向上速度结构则表现为明显的不连续性,我们推断主震的发震断裂——炼铁盆地东缘主边界断裂可能被多条正断层横向切断。研究结果显示,滇西北地区的浅层速度结构较好地反映了地表地质特征,重新定位后的余震沿断裂带集中展布。在10～30 km的深度范围内,存在大范围的地震波低速区,由此推断滇西北地区中下地壳可能存在明显的塑性层,在腾冲——龙陵一带,15～20 km深度范围内的低速介质表现为不连续特征,这也许佐证了青藏高原东南缘可能存在两条地壳流通道。本研究的结果说明区域内的大多数强震发生在低速区上部的高速介质内,或是低速介质向高速介质过渡的区域,这可能是由于中下地壳低速层的存在容易引起上地壳的应力集中而发生强震。