定量研究矿物岩石中元素的扩散系数随温度、压力、成分等因素的变化对正确认识和深入理解地球内部的各种动力学过程和热演化历史具有极其重要的意义。稀有气体的俯冲作用在地质时期中地幔的原始同位素比值的变化中起着重要的作用。研究氦在地表和地球深部矿物中的扩散特征与封闭温度,对了解地震前兆信息及流体在地震孕育过程中氦的异常成因有重要意义,对了解成矿过程及规律也有重要意义。本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了高压下氦在文石中的扩散系数,扩散的各向异性以及与扩散有关的活化参数（活化能）随着温度、压力、晶体结构等因素的变化规律,计算了氦在文石中的扩散路径;并探讨了计算得到的扩散数据在地学中的重要应用。本文的主要研究成果是获得了20-50 GPa高压下氦在文石中的扩散数据。氦在文石中的沿[100]晶向的扩散激活能从20 GPa时的176.02 k J/mol增加到了40GPa的278.75 k J/mol,而沿[001]晶向的扩散激活能从20 GPa的195.89 k J/mol增加到40 GPa时的290.43 k J/mol。在20-40 GPa的压强范围内,扩散激活能增加了100 k J/mol。结果表明高压下文石中氦的扩散是各向异性的。在45 GPa和50GPa下文石中氦的扩散激活能异常高,[100]晶向的45 GPa和50 GPa下氦的扩散激活能分别为1583.76 k J/mol和1829.42 k J/mol;[001]晶向的45 GPa和50 GPa下氦的扩散激活能分别为1645.23 k J/mol和1945.88 k J/mol,相比于40 GPa的氦的扩散激活能增加了6到7倍。对于压强对文石中氦扩散的影响,研究发现氦的扩散激活能随压强的增高而显著增加,氦在文石中的扩散保持着各向异性。本文综合前人研究初步分析了矿物晶体结构与氦扩散行为的关系,元素在矿物中的赋存状态不仅与它所处的温度和压力有关,而且与矿物晶体颗粒的半径也密切相关。因此在研究过程中,不仅要重视温压条件,还应该考虑矿物晶体颗粒的尺寸。最后对比以及推测了其他稀有气体元素的保存能力。对不同矿物中的稀有气体的赋存能力进行定量分析并系统性地进行对比,将会很大程度上有利于判断此研究中矿物类型对地质作用的影响程度,促进稀有气体同位素化学的发展。