地震各向异性研究是当今地球物理界研究的热点和难点之一。影响地球介质地震各向异性的因素是多种多样的,本文主要讨论裂隙诱导型各向异性。由定向排列的裂缝或裂隙引起的各向异性常称为广泛扩容各向异性(EDA—Extensive Dilatancy Anisotropy)或方位各向异性(Azimuthal Anisotropy)。波在其中的传播主要表现为在不同的传播方向,传播速度、振幅大小、反射波形和相位等方面的差异。本文主要研究了三维方位各向异性介质正演模拟及分析利用地震波通过方位各向异性介质时所表现出的方位属性差异提取各向异性参数的方法。本文首先对方位各向异性波动理论进行了阐述,并给出了方位各向异性介质弹性参数、Ruger表征参数及裂缝参数之间的定量关系。从HTI介质的Christoffel方程出发,在声学近似假设条件下,推导出了用Ruger参数表征的方位各向异性介质的三维qP波波动方程,并在此基础上对三维HTI介质的声波方程进行了正演模拟及逆时偏移成像研究。在正演模拟方面,为了提高差分模拟的精度,降低数值频散,本文推导了十阶精度的差分格式;在边界处理上,采用最佳匹配层吸收边界,然后通过对模型的试算,证明了方法的正确性和有效性。在对方位各向异性介质的方位属性差异研究方面,分成了两个部分研究。第一部分是在固定偏移距的情况下讨论振幅,旅行时等随方位角的变化特征。第二部分主要是通过宽方位观测系统的设计,模拟出振幅随炮检距和方位角的变化特征。在逆时偏移成像方面,主要利用互相关成像条件对正演波场和逆时外推波场进行成像。本文首次利用数值模拟的方法研究方位各向异性介质的方位属性变化特征,为进一步进行属性提取提供了理论方法和理论数据,并可将本文的研究成果推广的实际应用中。