随着计算机技术的快速发展,勘探地球物理领域的方法技术也得到了相应的发展和应用。叠前深度偏移作为当前勘探地球物理领域重要的成像技术,能够对复杂构造区进行成像,影响其成像结果的一个关键因素是速度的准确程度。通过速度分析方法可以得到一个速度场作为偏移的初始输入,速度分析方法中应用较为广泛的是层析反演方法。本文以层析反演理论为基础,通过构建弹性波高斯束层析反演方程组,利用高斯束求取层析敏感核函数,通过角度域成像道集求得走时残差,并求解层析反演方程组,研究了一种弹性波高斯束层析反演方法。本文以弹性波高斯束基本理论为基础,在傍轴近似条件下,给出了弹性波高斯束在射线中心坐标系下的求解方法和表示形式,研究了弹性波高斯束的基本性质。针对传统射线类层析中单一射线构建敏感核函数导致的层析反演不稳定问题,本文基于Born近似和Rytov近似,推导了弹性波高斯束层析敏感核函数的理论公式,构建起基于弹性波高斯束的层析敏感核函数,并将其应用到层析反演方程组求解中。本文研究的高斯束层析敏感核函数相比于单射线类层析,对速度模型的覆盖率更高,但实际中难免会存在观测角度较小导致的信息获取不全面等问题,这便会使层析矩阵不可避免的存在一些零值。为了减少矩阵的零值,使反演方程组求解更加稳定,本文在用LSQR方法求解层析反演方程组时加入了正则化对矩阵进行约束。最后,模型试算的结果说明了本文研究的弹性波高斯束层析反演方法的的可行性和适用性。