本论文利用金刚石压腔装置,结合显微激光加热系统和电阻丝加温装置模拟地球深部温压环境,对铜铁矿（CuFeO₂）、黄铜矿（CuFeS₂）、黄铁矿结构CuS₂、铜蓝（CuS）四种含铜矿物开展高温高压实验研究。运用原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜等技术进行分析测试,并结合第一性原理理论计算模拟进行辅助研究。通过探讨四种含铜氧化物与硫化物的高温高压结构和化学稳定性,进而获得Cu元素在地球深部的价态、配位多面体形式和可能的赋存形式。（1）通过铜铁矿（CuFeO₂）高压下激光加温实验,在54 GPa、2000 K范围内首次实验合成了无序的岩盐结构的(Cu_0.5,Fe_0.5)O固溶体。(Cu_0.5,Fe_0.5)O固溶体是一种与下地幔中大量存在的镁方铁矿(Mg_1-x,Fe_x)O类似的物质,它的形成指示了Cu²⁺离子可能以类质同象替代的方式进入镁方铁矿晶格,为Cu元素在地幔中的赋存提供了一种可能性。岩盐结构的(Cu_0.5,Fe_0.5)O固溶体中,Cu²⁺和Fe²⁺占据相同位置,并与周围阴离子形成呈规则八面体配位,表明Cu²⁺的Jahn-Teller效应被完全抑制。卸压至大约14.5 GPa,岩盐结构的(Cu_0.5,Fe_0.5)O固溶体开始非晶化,并在常压下完全非晶化,原因是高压下被抑制的Jahn-Teller效应在低压下不足以被抑制而重新显现。运用Birch-Murnaghan状态方程对合成的岩盐结构的(Cu_0.5,Fe_0.5)O的P-V数据拟合得到,V₀=86.6（7）?³、K₀=96（5）GPa及K’=4（固定）。（2）对黄铜矿（CuFeS₂）在30 GPa、800-2000 K范围内开展了系统的高温高压实验研究,原位拉曼光谱、同步辐射X射线衍射和扫描电镜结果表明黄铜矿（CuFeS₂）在高温高压条件下发生分解反应,分解产物为黄铁矿（FeS₂）和熔体状的富铜相（Cu₄FeS₃）。黄铜矿（CuFeS₂）分解后得到黄铁矿（FeS₂）而非其它铜硫化物CuS、Cu₂S、CuS₂等形式,且富余的含Cu物质呈熔体存在,表明黄铁矿（FeS₂）的结构和化学稳定性要高于绝大多数的铜硫化物。Cu的亲硫性通常比Fe高,然而实验结果显示出Cu的亲硫性在高温高压条件下可能不如Fe,这与Cu的硫化物在高温高压下普遍不如Fe的硫化物稳定有相似之处。（3）利用金刚石压腔在34.1 GPa、2000 K温压条件下首次合成了黄铁矿结构CuS₂,拓展了它已知的合成温压范围。黄铁矿结构CuS₂的高压拉曼光谱和同步辐射X射线衍射实验表明,它在30 GPa压力范围内稳定存在,不发生结构相变。拉曼光谱结果显示,CuS₂的所有拉曼模频率随压力增加呈连续的单调线性增加。用Birch-Murnaghan状态方程对同步辐射X射线衍射实验得到的P-V数据进行拟合得到,V₀=193.8（5）?³、K₀=99（2）GPa及K’=4（固定）。CuS₂的第一性原理理论计算结果与实验结果保持一致。黄铁矿结构CuS₂在地幔温压条件下保持稳定,指示了Cu²⁺在高温高压环境中可能比Cu⁺更为稳定,并且为地幔中Cu的赋存形式提供了另一种潜在可能性。（4）对铜蓝（CuS）在35 GPa、2000 K温压范围内开展常温高压和高温高压实验,结果表明CuS在大约8 GPa发生结构相变,随后在大约18 GPa发生非晶化。CuS的两个高压相经过800 K以上温度加热后,会进一步发生分解反应生成黄铁矿结构CuS₂和一种富铜物相。指示了黄铁矿结构CuS₂在高温高压条件下的结构和化学稳定性高于CuS。结合四种含铜矿物高温高压实验结果,岩盐结构固溶体(Cu_0.5,Fe_0.5)O和黄铁矿结构CuS₂可以在地幔温压条件下稳定存在,为Cu在地幔中的赋存提供了两种潜在的可能性。(Cu_0.5,Fe_0.5)O和CuS₂中的Cu离子均为+2价态,表明Cu⁺在地球深部温压环境中可能不如Cu²⁺稳定。黄铁矿结构的FeS₂和CuS₂在高温高压下都有较高稳定性,而黄铜矿（CuFeS₂）在高温高压下分解生成黄铁矿（FeS₂）而非CuS₂,指示地幔温压环境中Cu²⁺的亲硫性可能不如Fe²⁺强,与常温常压下的Cu²⁺强烈亲硫性不同。本论文的研究结果对于Cu在地球深部的价态、配位多面体形式和赋存形式等方面提供了重要的参考。