在地震勘探的成像方法中,逆时偏移是一种基于波动方程的叠前成像方法,可以对地下构造进行精确成像。逆时偏移的基本原理是利用检波点波场的逆时外推和震源波场的正时传播,二者在合适的成像条件下,对地下构造进行成像。按照传播方程的不同,分为声波逆时偏移和弹性波逆时偏移。由于声波方程的计算和波场处理都比较简单,声波逆时偏移已经由各向同性介质拓展到了各向异性介质,而关于弹性波各向异性逆时偏移的研究还不太多。被动源地震干涉技术是近年来的研究热点,可以从地表接收到的噪声记录中重构出虚震源反射波记录,进而对地下构造进行成像。Marchenko成像技术被认为是超越地震干涉的研究,可以在地下没有检波器的情况下,仅从地表反射波记录中重构出地下任意位置的格林函数。这种方法在目标区成像、多次波预测和一次波重构方法拥有很强优势。我们从弹性波逆时偏移的基本理论出发,研究了弹性波多分量逆时偏移成像策略,并研究了其在各向异性介质中的实施方法。然后研究了各向异性介质被动源地震干涉技术和弹性波Marchenko成像技术,并研究了他们和弹性波逆时偏移联合成像的潜力。首先,本文推导了基于向量的激发振幅(VEA)成像条件,进而给出了多分量弹性波数据的逆时偏移成像策略。然后通过层状模型和部分Marmousi II模型的数值模拟测试,验证了该成像策略和VEA成像条件的有效性。该成像策略利用的是基于解耦传播的向量分解方法,在PS波成像结果中不存在极性反转情况,多炮结果可以直接叠加。VEA成像条件在成像过程中直接包含了质点振动方向,不需要单独计算反射系数符号。VEA成像条件在正传过程中只保存成像时刻的P波质点速度向量和P波应力,而不需要存储所有的源波场数据。和传统的互相关类成像条件和源波场重建技术相比,这种方法可以大大的节省存储空间和计算量。有利于弹性波逆时偏移的实际应用。另外,我们还重点分析了弹性波逆时偏移中的透射转换波假象。其次,本文将基于向量的弹性波逆时偏移成像策略应用到各向异性介质。介绍了弹性波各向异性介质正演模拟方法和各向异性介质P/S波场分解方法。两层模型的波场分解测试表明在上层各向同性介质中,所有的P波和S波(包括入射波、反射波和转换波)都分解的很好,说明下层各向异性介质不会影响上层各向同性介质反射波的分解效果。但是各向异性介质中,P波和S波分解结果中都存在较明显残余。说明解耦传播的波场分解方法在VTI介质中的推广不是完全正确的。但是简单各向异性介质模型的逆时偏移测试表明该分解残余不会在RTM结果中产生很明显的串扰。说明扩展后的解耦传播波场分解方法是可以应用于VTI介质逆时偏移的。各向同性介质的波场分解方法和Helmholtz分解方法在VTI介质中的应用效果比较差,有较强的残余。另外,如果在逆时偏移时忽略了介质的各向异性还会导致界面的位置不准确。所以在各向异性介质的弹性波逆时偏移过程中,考虑各向异性参数非常重要。Hess VTI模型的测试结果表明,本文的基于向量的弹性波多分量逆时偏移成像策略在复杂介质中也有较好的适应性。成像结果清晰,没有明显的串扰假象。再次,我们把地震干涉技术应用到弹性波各向异性介质中。利用互相关法从模拟的各向异性介质模型弹性波被动源噪声记录中提取反射波响应,和正演模拟的主动源记录比较,提取的反射波响应在到时和波形方面都吻合的较好。这说明地震干涉技术也是适用于各向异性介质的。然后,我们讨论了地震干涉应用于各向异性介质的各种影响因素。震源的空间分布对反射波重建的影响非常大,特别是S波反射,需要两侧或者远端震源的贡献。在模拟的噪声记录中加入高斯噪声时,对提取反射波的质量会有一些影响。而各向异性参数的变化对提取反射波响应的质量好坏影响不大。我们把地震干涉应用到Hess VTI模型,并采用弹性波逆时偏移从提取的反射波响应中得到叠加的偏移剖面。分析这个偏移剖面可知,地震干涉是适用于含有复杂构造的各向异性模型的,同时也可以用于复杂各向异性构造成像。最后,我们将Marchenko重建基准面推广到弹性波多分量数据中,提出了弹性波Marchenko重建基准面。该方法可以直接从地面多波多分量数据和估计的透射波,重构出检波器和震源都在地下的反射波响应,而且重构的反射波响应具有正确的向量信息。重构的反射波响应可以接下来进行目标区的向量成像研究。基于我们推导的弹性波Marchenko重建基准面方法,我们又推导了弹性波多分量数据的PP波和PS波一次波重构技术。重构出来的PP波和PS波的一次波具有正确的到时和波形。对比直接模拟数据和重构一次波数据的逆时偏移成像叠加结果可以发现,无论是PP波还是转换PS波,成像结果中的层间多次波假象都得到了压制,体现了纯一次波成像的优势。