微地震监测技术是通过监测水力压裂、油气采出、岩土施工等工程作业诱发的微弱地震波，实现对地下裂缝进行成像和分析的一项技术，已广泛应用于不同尺度的地震学领域，也被称作被动地震或诱发地震技术。近年来，随着非常规油气资源勘探开发的日益发展，微地震监测已成为水力压裂裂缝监测、压裂效果评估和压裂施工指导等方面的重要方法。微地震监测是利用岩石破裂位置的时空分布对储层裂缝的形态进行描述，因此，震源定位是微地震资料处理中最重要的内容，也是后续震源机制反演和储层地质力学分析的基础。　　本文针对微地震正演和干涉成像进行研究，从理论分析、数值模拟和实际资料处理三个方面展开，主要研究内容包括矩张量震源的有限差分数值模拟、基于互相关叠加的微地震干涉成像法和震源成像的随机性全局优化算法。　　微地震波场的正演模拟研究是震源定位、震源机制反演和微地震全波形反演的基础。本文采用有限差分法对基于矩张量震源的微地震波场进行数值模拟。首先对矩张量震源等效体力的两种加载方式（振动速度分量加载和应力分量加载）进行了推导和总结，将各向同性均匀介质条件下的数值模拟结果与解析解对比，结果表明应力分量加载方式更加简便且准确。然后，实现了各向异性介质中矩张量震源微地震波场的有限差分数值模拟。地面星形排列的纵波初至极性正演模拟以及与实际地面微地震事件三分量记录的对比均验证了本文模拟方法的有效性。　　微地震定位方法主要分为两类:走时反演法和波形叠加法。波形叠加类定位方法由于具有无需震相拾取和适应低信噪比数据等特点，在微地震定位中具有较好的应用前景。该类方法的核心思想是采用包含理论走时信息的成像算子叠加微地震波场能量，实现震源成像和定位。为了引入更多约束信息以增强定位可靠性，本文将传统纵波干涉成像法拓展为同时利用纵横波信息的弹性波干涉成像法，并提出在叠加过程中引入基于微地震记录特征分析的加权系数向量。加权后的弹性波干涉成像法既利用了多震相信息，还能避免弱震相信息对震源成像结果的干扰，具有更好的适用性。数值算例表明该方法有助于提高成像分辨率和定位可靠性。　　通过结合相对定位思想，本文还提出了两种波形叠加类相对定位法——相对互相关叠加法（相对干涉成像法）和联合互相关叠加法。这两种方法分别基于不同事件（主事件和目标事件）到相同检波器的走时差和不同事件到不同检波器的双重走时差。与相对互相关叠加法相比，联合互相关叠加法无需搜索未知的激发时刻，避免激发时刻影响定位结果的同时大幅提高了计算效率。波形叠加类相对定位法兼具成像类方法和相对定位法的优势，既能适应低信噪比数据，也能有效弱化速度模型对定位结果的影响，在微地震定位中具有良好的应用前景。　　通过研究波束形成和互相关叠加的关系，本文还对基于互相关叠加的微地震干涉成像法进行了整合，将不同方法的成像公式归纳为统一公式。该公式体现了不同方法之间的联系和区别，也从侧面揭示了各种方法的成像分辨率特征和叠加冗余度。基于矿山微地震数据的数值算例和实际算例验证了本文研究方法的可行性，以及相对定位法对速度模型依赖性较弱的优势。本文的研究还揭示了利用多震相信息进行震源成像时的两个潜在制约因素——淹没在噪声中较弱的多震相能量和不准确的速度模型。　　波形叠加类定位方法需要在目标定位区域内搜索最大震源成像值，传统的线性搜索计算效率较低。为了解决该问题，本文研究了三种随机性全局优化算法——粒子群算法、差分进化算法和邻域算法，并将其分别成功的应用于本文研究的震源成像方法，提高了计算效率。基于实际矿山微地震数据的初步测试表明:差分进化算法在收敛速度、计算效率和收敛准确性等方面的综合表现最好。