星团质量分层,包括空间质量分层与速度质量分层,是指星团内不同质量恒星在位置空间和速度空间表现出的不同分布,前者反映了星团员的质量-团心距关系,后者反映了质量-速度弥散度关系,但通常两言,星团质量分层特指空间质量分层。疏散星团质量分层状态有两种可能的起源,或为原初状态(primordial),即星团诞生之初便已存在;或为嗣后星团的动力学演化所造成。对质量分层的研究涉及裂有关星团与恒星的形成过程和星团内部的动力学演化机制。　　 本文利用N-body数值模拟研究年轻星团的动力学演化。我们利用最小生成树的方法来衡量质量分层的程度,并表踞最小生成树还可用以标定星团的大小。对数值模拟结果的分析中,我们发现并论证了逃逸星去除与否将对质量分层研究的结果产生重要的影响。根据数值模拟结果,我们发现初始亚位力态、分团块分布的星团可以在很短的时标内发生质量分层效应,从而证实极年轻的疏散星团同样可以通过动力学过程达到充分的质量分层状态。　　 我们还着重利用两种不同的初始速度分布来研究速度分布对疏散星团早期动力学演化的影响,其中一种分布的速度弥散度沿径向外减小,另一种则速度弥散度全局相同。我们发现在星团早期核心区域的收缩阶段,两者表现出截然不同的物理图像。对于沿径向减小的初始速度分布而言,尽管大质量星仍然经历了核区收缩过程,但是星团整体会从形成之始就一直膨胀。最终表现为核区收缩过程中极明显的质量分层现象。　　 最后,我们还利用最小生成树方法讨论了年轻星团的速度质量分层效应,发现在星团演化早期在速度空间出现反质量分层现象。速度空间的反质量分层现象表明大质量星的速度弥散度也高,与能均分的预言相矛盾。这进一步表明质量分层并不与系统的动力学弛豫真接关联。　　 本文的最后部分介绍攻读博士期间另一项独立工作,我们整理利用太阳附近的多个恒墨观测样本来研究金属丰度梯度与年龄的相关性,对银盘动力学演化的径向混合(radial mixing)理论的若干重要预言从观测上进行检验和讨论。我们首先通过运动学观测信息,遴选出太阳邻域的薄盘主序星样本,发现其[Fe/H]的径向梯度随样本平均有效温度降低而变平。由于恒星径向丰度梯度的测定可能因恒星偏心运动而变得“模糊化”,因此我们用恒星的角动量代替银心距以计算金属丰度的径向梯度,以便消除偏心运动的影响。尽管我们选取的样本离开太阳不超过500pc,然丽由于偏心运动,他们的本轮中心在银盘上却能有一个很广的分布范围。我们以样本平均有效温度作为样本年龄的指标,发现随着年龄的增大,样本金属丰度梯度趋向变平,另外,一些线索表明这个金属丰度梯度变平的趋势会在一定年龄后达到饱帮,而这个年龄则可能对应于银河系薄盘的年龄。我们基于太阳附近最新的恒星性质大样本观测结果,有效地验证了银盘动力学演化径向混合理论的预言。