橄榄石(forsterite)被认为是上地幔和过渡态区域最普遍和最富集的矿物。本文以密度泛函理论为基础，利用第一性原理计算方法，研究含水、含铁及其含水、铁的α相(olivine)、β相(wadsleyite)、γ相橄榄石(ringwoodite)高压状态下的晶体结构;具体计算了水含量对α相、β相、γ相橄榄石弹性性质的影响，同时讨论了水和铁同时存在时对β相、γ相橄榄石弹性模量（包括体弹性模量和剪切模量）和弹性波速（包括剪切波速和压缩波速）的影响，并探讨了压强对这些性质的影响。主要取得了以下成果:　　1.研究发现含水量分别为0、1.65和3.3 wt.％的α相、β相、γ相橄榄石的弹性模量随含水量增加而逐渐减小;并且剪切波速和压缩波速随含水量的增加成线性递减。　　2.含水量分别为0、1.65和3.3 wt.％的α相、β相、γ相橄榄石的体弹性模量和剪切模量随着压强的升高而线性增加，不过变化幅度较体弹性模量的小。　　3.体声速比的研究表明，相对于无水环境，含水量为1.65wt.％的α-β橄榄石的体声速比、1.65wt.％的β-γ橄榄石的体声速比减小，并且随着压强的增加体声速比减小。　　4.搭建β、γ相含铁量为6.25 mol％橄榄石晶体结构(Mg1.875Fe0.125SiO4)，及含铁、水的β、γ相橄榄石晶体结构(Mg1.75Fe0.125H0.25SiO4)。　　5.对β、γ相含水、铁橄榄石的弹性模量和弹性波速的研究发现，铁的存在减小了橄榄石的剪切模量和弹性波速，而对体弹性模量的影响较小。在加入水组分之后，含铁β相、γ相橄榄石的体弹性模量、剪切模量、压缩波速以及剪切波速均有所减小，随着压强的增大，这种变化趋势减弱。