覆盖南极大陆面积98%以上的南极冰盖是地球上最大的冰盖,冰盖厚度作为冰盖的基本参数,在建立冰盖模型进行冰盖质量平衡、海平面变化研究中发挥着至关重要的作用。冰内的速度结构对冰内地震探测与定位具有重要作用,与此同时,通过Vp/Vs反映的泊松比等弹性属性对于准确建立冰盖动力学模型具有重要作用。自上世纪50年代开始,发展准确、高效的极地区域的冰盖结构探测方法一直吸引冰川学家、地球物理学家的关注。本文首次利用多种适用于南极极端地理、气候条件下的被动源地震学方法进行非侵入式、低成本的南极冰盖结构的探测。具体地,本文利用布设在南极冰盖上方的60多个流动台站记录的远震事件和背景噪声数据,采用远震P波接收函数、背景噪声H/V谱比及远震P波尾波自相关方法对冰盖厚度和冰内波速结构进行了探究。研究结果表明,这三种被动源地震学方法均是南极冰盖结构探测的有效方法,能为南极冰盖结构提供独立、新的约束,是己有方法（如冰雷达、主动源地震反射和折射方法）的重要补充和扩展。与此同时,考虑南极冰盖区域与含冰体行星（如火星、土卫六、木卫二）的观测条件的相似性,这些方法的成功应用也为含冰体的行星浅层结构探测提供了思路。具体地,本文取得如下研究结果:观测和理论合成P波接收函数表明利用接收函数方法能清晰地获取来自冰岩界面的转换震相和多次波反射震相,借助H-Kappa叠加方法,可以同时得到冰盖厚度和Vp/Vs比值。将55个台站得到的冰盖厚度与Bedmap2冰厚格网模型相比,二者差别大多在200 m以内;少数台站差值达到600 m左右。利用接收函数得到的55个台站的Vp/Vs比平均值为2.206,在实验室测定的Vp/Vs范围内。较接收函数方法、基于背景噪声的H/V谱比方法则能快速地获取冰盖结构信息。利用各台站5天的连续背景噪声数据,我们得到了各台站的H/V曲线。利用H/V曲线中观测到的共振频率及冰盖厚度和共振频率之间的近似关系,我们计算了各台站下方的冰厚。计算结果表明,近一半台站计算得到的冰厚与Bedmap2冰厚一致。进一步,我们采用均匀单层和含低速层的双层冰盖模型进行H/V曲线反演发现,双层模型较单层模型的H/V曲线能更好地拟合观测H/V曲线。并且,基本所有台站的双层模型的反演冰厚与Bedmap2冰厚具有很好的一致性,从而支持了南极冰盖下方存在低速层这一己有论点。通过多组不同噪声时长的测试,我们发现2小时的噪声记录便能得到稳定、可靠的H/V曲线,这大大地降低了极地极端环境下的冰盖结构探测的人力、经济成本。远震P波尾波自相关方法,借助于谱白化处理和合适的带通滤波器,能独立获取来自冰岩界面的垂向、径向自相关波形中对应的P、S波反射震相信息。理论远震波形的自相关处理结果验证了观测结果的准确性。我们分别利用P、S波反射波到时计算了冰厚。结果显示,各台站利用P波与S波震相信息计算得到的冰厚具有很好的一致性,并且大部分台站计算得到的冰厚与Bedmap2冰厚接近。与此同时,利用独立的P波、S波反射震相到时信息,我们得到了可靠的Vp/Vs比值,这有助于弥补接收函数、H/V方法中由于厚度与波速存在trade-off的固有缺陷。综合对比表明,各台站利用三种方法所测量的冰厚与Bedmap2冰厚的相对误差具有很好的一致性,且大部分台站的冰厚与Bedmap2冰厚的相对误差在15%以内。考虑Bedmap2冰厚数据库自身的测量、格网误差,这三种方法得到的冰厚结果是可靠的。对于相对误差较大的台站,这一误差一方面与台站下方复杂结构有关,另一方面也可能是因为其台站下方的Bemdap2并不是确切的冰厚“真值”,因而有必要采用钻井或者其他手段进行进一步验证。总之,这三种方法均是冰盖结构探测的有效方法,且这三种方法各有优势,互相补充,在其他极端环境如喜马拉雅山脉冰川、含冰体行星浅层结构探测中具有重要应用前景。