地幔是地球中最大的挥发性元素储库（C、O、H和S等）,这些挥发性元素在地幔中的迁移和释放在地幔熔融和大气层形成过程中扮演了至关重要的角色。作为变价元素,C-O-H-S挥发分在地幔中的赋存形式与活动性主要受到氧逸度的控制,因此准确约束地幔氧逸度是地幔和地球深部挥发分循环研究中不可或缺的关键环节。目前地幔氧逸度的研究主要建立在对幔源熔体氧逸度研究的基础上,然而岩浆演化过程中的分离结晶、岩浆脱气和同化混染等过程会不同程度地改变岩浆的氧逸度,导致幔源岩浆的氧逸度不能直接反映其源区的氧逸度,这也是地幔氧逸度存在巨大争议的原因。橄榄石和单斜辉石是幔源岩浆中的典型液相线矿物,这些早期结晶矿物中记录了大量关于原始岩浆物理化学状态的信息。通过岩石学和热力学方法准确提取这些信息并反演地幔物理化学状态已经成为地幔研究的重要方法和手段之一。本文基于橄榄石与熔体之间的钒/钪（V/Sc）交换系数和单斜辉石与熔体之间的V分配系数建立了一种新的氧逸度计,这些氧逸度计校正了温度、矿物成分和熔体结构对氧逸度计结果的影响,不仅可以应用于多种不同成分的熔体中,并且具有较高的精度。在此基础上,本文选择南秦岭早古生代碱性岩、北大西洋方解霞黄煌岩、西伯利亚方解霞黄煌岩、东太平洋洋隆玄武岩（MORB）和夏威夷基拉韦亚玄武岩（OIB）这些典型幔源板内岩浆为研究对象,通过系统的氧逸度研究,结合前人研究成果来探讨这些岩石演化过程中氧逸度的变化规律,在此基础上确定原始岩浆的氧逸度并反演其源区氧逸度,试图为揭示地幔的氧逸度结构和变化规律提供进一步的参考和制约。确定原始岩浆的氧逸度是通过幔源熔体反演地幔氧逸度的前提条件,然而喷出地表的玄武岩多为分异的熔体,其氧逸度受到了分离结晶、岩浆脱气和同化混染等多种因素的影响,限制了我们对地幔氧逸度的认识。造山带内出露的不同侵位深度的侵入岩和同源火山岩记录了岩浆在不同压力下、不同演化阶段的氧逸度信息,为研究岩浆演化过程中的氧逸度变化规律提供了契机。南秦岭地区早古生代碱性玄武岩和碱性镁铁质岩墙具有相似的主微量元素和Sr-Nd同位素特征,属于同源岩浆产物。系统的温压和氧逸度计算结果表明这些同源岩浆在不同深度（230–773MPa）发生了分离结晶作用。高压下的原始岩浆具有较低的氧逸度（FMQ-1）,随着压力的降低岩浆氧逸度逐渐升高到FMQ+2,这一趋势也得到了单斜辉石中V/Yb和V/Y比值变化趋势的支持。MELTS模拟结果表明分离结晶作用并不能导致岩浆氧逸度发生如此显著的变化。通过岩浆中H2O含量计算,本文发现南秦岭地区岩浆中H2O含量随着压力的降低而逐渐降低。H2O含量与氧逸度的协变关系指示富水岩浆上升过程中H2O的分解反应或H2O的脱气作用造成了岩浆氧逸度的快速升高。因此,在使用岩浆氧逸度反演其源区氧逸度之前需要系统评估岩浆演化过程中氧逸度变化趋势并确定合理的原始岩浆氧逸度。地球化学研究结果表明,南秦岭地区碱性玄武岩、北大西洋方解霞黄煌岩和西伯利亚方解霞黄煌岩属于岩石圈地幔衍生熔体。岩相学和熔体温压计结果指示南秦岭地区碱性玄武岩源区为浅部岩石圈地幔（P=1.5–2.6 GPa）,而方解霞黄煌岩的源区为深部含金刚石岩石圈地幔（P=5.2–5.4 GPa）。在系统分析岩浆演化过程中氧逸度变化规律的基础上,本文发现南秦岭地区碱性玄武岩源区具有较高的氧逸度（FMQ+0.20–+0.84）,而方解霞黄煌岩原始岩浆则具有较低的氧逸度（FMQ-3.82–-2.51）,表明岩石圈地幔的氧逸度具有随着压力的升高而降低的趋势,与岩石圈地幔捕虏体里记录的氧逸度信息一致。MORB和OIB代表了软流圈地幔在不同深度部分熔融的产物。橄榄石–熔体V/Sc交换系数氧逸度计结果指示MORB的原始氧逸度为FMQ+0.56±0.24,比MORB玻璃中记录的氧逸度高接近一个对数单位。MORB玻璃中存在氧化态的S6+说明玻璃淬冷过程中Fe和S发生了电子交换反应,在此过程中部分Fe3+被还原为Fe2+,造成MORB玻璃中记录的氧逸度偏低。部分熔融计算结果显示MORB源区中的Fe3+/∑Fe比值为6–8%,显著高于岩石圈地幔。这种高氧逸度的地幔绝热上升过程中,会在200–250 km深度将金刚石氧化为碳酸盐矿物,进而诱发地幔熔融并产生碳酸盐熔体,这一深度与地球物理学观测到的高电导率层深度一致。与MORB相比,以夏威夷基拉韦亚玄武岩为代表的OIB具有更高的氧逸度（FMQ+1.27±0.24）,结合夏威夷玄武岩中更高的再循环物质含量,指示俯冲作用已将地表氧化物质输送至深部地幔并造成了地幔氧逸度的不均一性。橄榄石和单斜辉石氧逸度计结果显示,软流圈地幔衍生熔体具有比岩石圈地幔衍生熔体更高的氧逸度。本文研究发现软流圈地幔衍生熔体的高氧逸度特征并非指示软流圈地幔氧逸度整体高于岩石圈地幔,而是反映了只有软流圈地幔中高氧逸度的区域才具有更低的熔点,可以在绝热上升过程中发生部分熔融作用并以玄武岩的形式喷发于地表。