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苦橄质岩浆是深部地幔重要的原始岩浆,其演化过程涉及深部地幔性质、洋岛玄武岩（OIB）和大陆溢流玄武岩（CFB）成因以及岩浆矿床形成等一系列成岩成矿问题,具有重要的地球动力学意义。然而,目前国际上还没有对苦橄质岩浆演化行为开展系统的实验研究,这在很大程度上限制了我们对原始岩浆在地幔深部条件下的演化过程以及相关成岩成矿和地球动力学问题的认识。本论文主要在苦橄质岩浆演化高温高压实验岩石学方面开展了系统的研究工作,主要包括以下两个方面:苦橄质岩浆演化高温高压实验研究和高钛玄武质岩浆演化高温高压实验研究。（1）苦橄质岩浆演化高温高压实验研究采用Mg O含量分别为26 wt%、19 wt%和17 wt%三组实验起始材料,在压力0.5-5.0 GPa和温度1100-1700℃条件下进行高温高压部分熔融实验。本研究表明,不同成分的苦橄质岩浆,其在高压条件下的演化行为具有相似性,即在压力大于3.0 GPa条件下,苦橄质岩浆成分演化到Mg O含量约为20-17 wt%时,岩浆结晶矿物以单斜辉石和石榴子石为主,橄榄石含量几乎可以忽略不计。在此过程中,熔体Si O2、Mg O、Ca O和Al2O3含量逐渐降低,而Ti O2、Fe OT和碱性组分含量逐渐升高。（2）玄武岩通常源于地幔橄榄岩部分熔融,而多数OIB和CFB成分相比地幔橄榄岩部分熔融熔体成分而言具有高Fe OT以及低Al2O3和Ca O含量,所以前人将这些不一致归结为地幔源区组分（比如辉石岩或者富铁橄榄岩）不同和熔融压力不同造成的。本研究表明,苦橄质岩浆在高压条件下的结晶分异过程可以形成上述玄武岩成分特征,没有必要引入不同源区组分或者过分强调特别高压条件下的熔融。（3）夏威夷OIB源于无橄榄石辉石岩熔融模型十分流行。但是结合本研究实验和计算结果,本论文提出夏威夷OIB形成的高压结晶分异模型,即夏威夷OIB源于地幔橄榄岩在3-4 GPa条件下的部分熔融,原始岩浆经历高压条件下结晶分异过程后与岩石圈地幔中0-30%斜方辉石反应形成夏威夷OIB的母岩浆,最后岩浆在浅部结晶橄榄石形成夏威夷OIB。该模型在主量元素成分上很好的匹配了夏威夷OIB同时低Ca O和高Si O2特征。所以,夏威夷OIB这些特征的形成并不需要复杂过程形成的无橄榄石辉石岩熔融。并且提出,夏威夷拉斑玄武岩和碱性玄武岩是同源的,碱性玄武岩经历熔岩反应过程不如拉斑玄武岩充分,所以保持了其贫硅特征。Ni含量计算表明,夏威夷OIB母岩浆Ni含量的变化是由于高压结晶分异过程中熔体Mg O含量降低同时Ni含量几乎保持不变造成的,不需要源区富Ni组分的存在。而夏威夷OIB中高Ni橄榄石的形成是由于低压条件下Ni在橄榄石和熔体间分配系数更高造成的。经历高压结晶分异过程的熔体结晶出的橄榄石Ni O含量随橄榄石Fo降低而升高,可以覆盖夏威夷OIB中橄榄石Ni O含量随Fo变化范围。（4）地幔橄榄岩部分熔融过程中与熔体平衡的主要矿物相是橄榄石,其百分含量通常超过50%。橄榄石是上地幔最富镁铁的硅酸盐矿物,所以地幔橄榄岩部分熔融熔体Mg O和Fe OT含量主要受控于橄榄石含量。而高压结晶分异过程中,由于单斜辉石和石榴子石是主要结晶矿物,并且两者的结晶会阻碍熔体进一步和周围橄榄石再平衡,所以高压结晶分异过程中熔体Mg O含量变化较小,Fe OT含量急剧升高。在3.0 GPa条件下,对比前人部分熔融实验结果研究表明,经历高压结晶分异后熔体Fe OT含量可以是地幔橄榄岩极低程度部分熔融的1.4倍。本研究表明,高压结晶分异是大火成岩省和洋岛高钛玄武岩形成的关键原因。（5）为研究苦橄质岩浆演化后期产物-富铁钛玄武质岩浆的结晶分异过程以及其对钒钛磁铁矿矿床不同类型铁钛氧化物形成的影响,本研究采用峨眉山大火成岩省天然含水高钛玄武岩作为实验起始材料,在压力0.5 GPa和温度700-1000℃条件下进行结晶分异实验。实验表明,在0.5 GPa含水条件下,Fe3O4-Fe2Ti O4（磁铁矿-钛铁晶石）固溶体分解曲线温度在800-900℃之间。高温条件下,岩浆由于Ti饱和而优先结晶出富Mg的钛铁矿,而后结晶磁铁矿,并且随着温度降低,钛铁矿逐渐转变成钛铁晶石。实验中由于转变温度高于Fe3O4-Fe2Ti O4固溶体分解曲线温度,所以钛铁晶石与磁铁矿固溶形成钛磁铁矿,并且沿着原始钛铁矿周围生长。天然钛磁铁矿主晶中出现的夹层状（sandwich-type）和格子状（trellis-type）钛铁矿片晶可以由上述结晶过程形成。当温度低于Fe3O4-Fe2Ti O4固溶体分解曲线温度,富铁钛铁晶石由于出溶作用而开始结晶。后期氧化过程中,低温下结晶的富铁钛铁晶石被氧化钛铁矿和磁铁矿,并形成钛铁矿主晶中出溶磁铁矿客晶结构。随着结晶分异进行,熔体成分从基性逐渐变成酸性。（6）为研究钒钛磁铁矿矿床中大量块状矿石成因,本研究在压力1.5 GPa和温度1150-1350℃进行了苦橄质岩浆Ti O2饱和度实验研究。结果表明,Ti O2在基性贫硅富铁钛岩浆中饱和度可以达到20 wt%,远大于其在酸性岩浆中的饱和度（不超过1 wt%）。结合高钛玄武质岩浆结晶分异实验结果,构建了岩浆演化曲线图,提出钒钛磁铁矿成矿的三阶段模式。第一阶段,基性苦橄质岩浆或者玄武质岩浆与地壳来源的酸性岩浆或者由早期基性岩浆演化形成的酸性岩浆发生混合,此时熔体中的Ti过饱和,铁钛氧化物发生过饱和沉淀结晶作用而大量析出,形成底部块状矿石。第二阶段,随着温度降低,岩浆进一步结晶分异形成网格状或者侵染状矿石,同高钛玄武质岩浆结晶分异实验结果类似。第三阶段,岩浆最后演化成酸性岩浆,形成岩体上部正长岩侵入体。