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青藏高原的岩石圈结构是理解青藏高原造山过程的关键。我们使用地震面波层析成像技术得到了藏南地区（84.5°E-90.5°E，27.5°N-31°N）岩石圈的三维速度结构。成像所用数据来自于Hi-CLIMB国际合作项目第二期布设的二维观测台网。共有两种面波层析成像方法被用来反演藏南岩石圈基阶瑞利波二维相速度结构；我们使用双平面波干涉层析成像方法反演了长周期瑞利波相速度结构，同时使用背景噪声层析成像方法反演了短周期瑞利波相速度结构。整合两种方法获得的二维相速度结构，我们进一步反演了藏南岩石圈三维剪切波速度结构和莫霍面结构。并且在新速度模型基础上，我们对藏南地幔地震的存在性进行了探索。我们的结果首先验证了以前藏南地区岩石圈结构的研究成果：雅鲁藏布江缝合带附近及以北地区的中地壳存在由部分熔融导致的低速带，整个藏南地区的上地幔顶部存在高速的印度克拉通；同时还给出了新的岩石圈结构：雅鲁藏布江缝合带附近及以北地区中地壳的低速带在当惹雍错裂谷带向下延伸至下地壳，而上地幔的相应位置同样存在低速异常向上延伸，两者可能连通，由此我们推断当惹雍错裂谷带在这个地区切穿了莫霍面。而朋曲-申扎裂谷带地下则没有与当惹雍错裂谷带相似的结构。我们还发现了基阶瑞利波在周期为40秒的频段存在方位角各向异性的高值异常，这个异常暗示主喜马拉雅逆冲断裂带附近存在强剪切作用引起的各向异性薄层。此外，我们还通过地震图震相对比的方法确定了一个发生在莫霍面下的地幔地震，为大陆岩石圈流变结构的“三明治”模型提供了直接的观测证据。
详尽的岩石圈结构和精确的区域地震定位结果为新多维应力释放统计模型的建立提供了物质基础。传统的应力释放统计模型不包含空间维度，因此无法给出研究区内地震危险性的空间分布。我们在新的多维应力释放统计模型中引入了同震库仑破裂应力转移的概念，从而物理基础上解决了模型不包含空间维度的问题。同时，我们参考了材料实验室的研究成果，认为应力释放统计模型的指数型危险性函数关系是应力腐蚀导致的地壳介质疲劳效应的统计表现。最后我们将新模型应用于华北地区历史地震目录，并将地震活动性的建模结果与传统应力释放统计模型和耦合应力释放模型进行了AIC值对比。对比结果显示新模型要优于其他两个模型。此外，新模型还给出了华北历史上几次强震发生前后地震危险性的空间分布。结果显示强震发生前震源区地震危险性处于较高水平，强震过后震源区地震危险性明显降低。