高温高压实验是探索地球深部奥秘的重要手段，可以在模拟地球深部温度和压力的条件下，原位获得有关地幔矿物的物性数据。辉石是组成地壳岩石的重要矿物，同时也是上地幔含量仅次于橄榄石的矿物，所以对辉石物性的研究有助于了解壳幔的物质组成和动力学过程。　　本论文的工作包括以下四个方面的内容:1、利用金刚石压腔(Diamond Anvil Cell，DAC)装置和同步辐射微区探测技术，对斜方和单斜辉石样品进行高温高压X射线粉末衍射（X-ray Diffraction，XRD）实验研究，原位获得样品在不同温压下的晶胞体积和晶胞参数;2、求取样品的等温体积模量及其导数、轴压缩系数、热膨胀系数等物性参数，并分析温压和成分对辉石弹性的影响;3、计算和比较了上地幔主要矿物相的体积模量、体波声速、VP和VS随压力的变化，以及斜方辉石进入俯冲带可能带来的影响;4、参考三种上地幔成分模型，计算了上地幔在10 GPa以内沿不同等温线的速度变化，并针对典型地区的上地幔弹性进行了探讨。　　本研究获得的结果和认识如下:　　(1)两种辉石的轴向压缩性均表现出明显的各向异性。在实验压力范围内其轴压缩性均为βb＞βc＞βa，即a轴和b轴分别是最难和最易压缩的方向，而单斜辉石β角的变化小于轴向压缩性;　　(2)成分变化对两种辉石晶胞体积、体积模量和热膨胀系数等有较大影响。Fe含量的增加会导致斜方辉石的晶胞体积增加，而Al的影响正好相反，晶胞体积随顽火辉石(En)和Tschermak组分(Ts)含量的变化关系为V0((A)3)=873.7(1.1)-40.8(1.44)×En-90.6(14.7)×Ts;Fe增加会降低K0，而含Al、Ca样品的K0高于不含Al、Ca样品;Fe取代Mg导致斜方辉石常温时的热膨胀系数α0减小。对于单斜辉石，透辉石(Di)-硬玉(Jd)固溶体的晶胞体积与Di含量有如下关系:V0((A)3)=404.3(1.3)+34.7(1.4)×Di，而钙铁辉石(Hd)的加入会显著增大晶胞体积;Di中Jd和Hd成分的加入增大KT0，同时降低α0;α0随压力升高而减小。　　(3)斜方辉石的体波声速(VΦ)随压力的增长率大于橄榄石。低Ca、含Al和Fe的斜方辉右(HY01)的VΦ比纯MgSiO3高～0.2 km/s，比周围地幔高～0.4 km/s。如果采用pyrolite上地幔模型，那么地幔在～260 km深处的VΦ将比标准模型高～1％，这一差异可能与上地幔260-330 km深处一个非全球连续的X不连续面(X-discontinuity)有关。对于单斜辉石，含有Jd和Hd成分的DI01的KS和VΦ与Di和Di-En系列相差不大。　　(4)分析了上地幔主要矿物相在10 GPa以内的波速随压力的变化，结果显示上地幔主要矿物相的VP/VS随深度增加而变大，对于上地幔VP/VS异常，富Opx组分的作用大于Cpx。在上地幔浅部，Opx增加（减少）可能有效导致VP/VS低（高）异常。参考1600 K等温线，Opx的P波速度随压力的变化最大，在～7.5 GPa与Ol相交，这与Mg端员组分形成强烈对比，这说明对地幔的矿物组成进行建模时必须考虑元素取代。　　(5)低Ca、含Al和Fe的斜方辉石组成的斜方辉橄岩在上地幔9 GPa(～275 km深度)，参考温度为1150 K的俯冲带，VP和VS分别比PREM模型给出的周围地幔的地震波速高出～2％和～7％，于是含Al的斜方辉石俯冲进入上地幔会导致地幔波速横向不均匀性。　　(6)比较了地幔岩模型和苦辉榴橄岩模型沿600 K、1100 K和1600 K等温线、玄武岩-斜方辉橄岩机械混合模型沿1100 K和1600 K等温线的波速随压力的变化，发现不同组成的上地幔模型随温度和压力的变化表现出不同的速度结构。结合欧亚大陆西北部(NWEurasia)和中国西南部(SWChina)的两组地震波实测曲线，以及下扬子克拉通速度模型，发现研究不同地区的上地幔速度结构，可能需要选用不同的地幔模型来解释。