断层的结构（包括物性和界面）对于地震的破裂过程，地震波的传播，震间和震后的介质形变，以及局部地震的分布都有着很重要的控制作用（Ben-Zion,2001）。因此确定断层区内和之外的精细结构对于研究地震的破裂过程和强地面运动评估非常重要。地震准确定位结果有助于确定地震发震区域，评估地震灾害。利用双差地震成像算法，我们确定了一些地震活跃区域的速度结构，例如美国加州地区和中国四川地区等并同时确定了地震的位置。对于美国加州地区来说，我们确定了Hayward断层（ZhangandThurber,2003）和旧金山湾(Thurberetal.,2007)等较小区域的速度结构，然后又扩展到北加州地区（Thurberetal.,2009）和整个加州地区(Linetal.,2010)。旧金山湾的速度模型应用到了美国地质调查局在旧金山大地震100周年之际进行地震模拟所用的速度模型中。现在南加州地震中心（SCEC）正在以我们的速度模型为基础，建立强地面运动评估所需要的模型。对于四川地区，利用龙门山大地震发生之前的地震数据以及震后的余震数据，我们分别确定了整个四川地区的速度结构（Zhangetal.,2012a，EarthSciences）和龙门山断层附近的速度结构(Peietal.,2010)。四川地区的Vp，Vs和Vp／Vs模型显示龙门山断层是一个物性的分界面，大概延伸到15公里。在中下地壳中存在一个软弱层，有一个明显的低速异常（图5）。龙门山断层附近的精细速度结构显示沿着断层有一个高速异常，并且和高破裂区对应，意味者断层结构控制了破裂的分布。这些成像结果对于确定汶川大地震的成因，区域的地质构造，地震灾害的评估和预防具有重要的意义。

　　另外在Parkfield附近的SanAndreas断层发现了非火山型地震颤动。这些颤动大致位于中下地壳，因此对于研究发震层下方的结构很有意义。但是由于很难在非火山型地震颤动信号中识别出P波或者S波震相，因此传统的地震定位技术很难应用。我发展了一种新的利用不同地震台站间地震颤动信号的波包(envelope)到时差信息进行定位的技术，并应用到了SanAndreas断层下观测到的地震颤动的定位(Zhangetal.,2010,GRL)。同时我还利用波包的到时差数据首次确定了SanAndreas断层下非火山型地震颤动发生区域的速度结构（Zhangetal.,2011,美国地震学会年会口头报告）。根据震源区的速度异常可以推断出地震颤动产生的物理机制，对于研究这一新的地震信号非常有意义（图6）。