西沙地块发育在南海西北部大陆坡之上，位于印支板块、华南板块和南海的交汇处，北邻西沙海槽，东部是西北次海盆，东南为中沙海槽和中沙地块，南面是西南次海盆，西面与中建海台相望。西沙地块与中沙地块均属于减薄的大陆型地壳，古近纪末期从华南大陆裂离至现今位置。该区的形成与发展主要受断裂构造的控制，与南海海盆的多期扩张活动有关，记录了南海演化历史的重要信息。因此，了解该区地壳和上地幔结构对研究南海动力学及演化作用具有十分重要的意义。本文结合天然地震和人工地震方法研究并获得了南海西沙地块岛礁区和海区下方的地壳结构，探讨了西沙地块及其周边地区的构造契合关系和演化过程。　　 首先利用西沙琛航岛流动地震台站和永兴岛固定地震台站的资料，提取了远震P波接收函数波形，结合正演和反演方法模拟了西沙地块下方的一维横波速度结构。模拟结果显示:西沙地块地壳顶部存在2km厚的新生代低速沉积层，横波速度只有2.0～2.2km/s;上地壳为一速度梯度带，横波速度由2km处的3.4km/s逐渐增加到12km深度时的3.8km/s;下地壳存在明显低速层，厚度达到12km，平均横波速度3.5km/s;莫霍面埋深26～28km，也表现为一速度梯度带，横波速度从3.8km/s变化到4.6km/s左右，并保持稳定;该地区的地壳泊松比值大于0.3，推测西沙地块的壳内低速层和异常泊松比值与地幔热活动引起的韧性流变构造和岩石矿物的各向异性排列有关。下地壳低速层在西沙地块拉张减薄过程中扮演了十分重要的调节带角色，是上地壳脆性变形和地幔物质活动的缓冲地区。　　 然后对跨越西沙地块的海陆联测地震数据进行射线追踪和走时拟合，获得了二维纵波速度结构和莫霍面变化。结果显示:西沙地块下方莫霍面展布与沉积基底呈镜像关系，地壳厚度由岛礁区向海区阶梯状减薄，岛礁区下方莫霍面埋深24～26km，与天然地震结果相吻合;其中NW侧沉积基底在约1600m等水深线处埋深较大，莫霍面抬升至18km左右，两侧地壳结构基本对称，因此表现为裂谷特征，推测为西沙海槽在该地区的自然延伸表现;SE侧沉积层厚度基本稳定，莫霍面表现出由陆向洋方向的总体抬升特征，地壳结构最终由陆壳转换为洋壳;西沙地块两侧上地幔阶梯状隆升特点可能与南海地区幕式活动有关。　　 最后结合海南岛固定台站观测、琼东南盆地多道地震探测、西沙海槽地区海底地震仪探测、穿过西沙地块和西北次海盆的海底地震仪探测以及南海南部的深地震探测研究成果，探讨了西沙地块的演化历史和裂离模式，对比了南海南、北共轭陆缘的地壳结构特征。南海南北两侧陆缘可能经历了不同阶段的伸展模式;中、西沙地块在南海扩张演化过程中具有十分特殊的作用。