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中太平洋海山是富钴结壳普遍分布的重点区域,对海山玄武岩进行地球化学、矿物学等方面的研究,可以深入了解海山的源区特征、海山形成机制以及玄武岩对结壳形成及生长的影响。CA海山位于中太平洋海山群中南部,火奴鲁鲁岛西方偏南约1400 n mile,我国DY105-11、DY105-12、DY105-14航次对CA海山进行了地形、结壳等矿产资源等综合调查,本文利用DY105-11航次采集的玄武岩样品,运用电子探针、ICP-MS和X-衍射结构分析,对CA海山玄武岩地及富钴结壳进行了地球化学、矿物学等方面的研究,获得认识如下:在岩石学方面研究结果表明,岩石具有高Al、K、Ti,低Mg、NaO/K2O比值特征;与邻区CM海山玄武岩相比,具有高Si、Al、K、Na、Ti,低Ca、Mg特征。微量元素分布表现为洋岛型玄武岩（OIB）特征,富集大离子亲石元素（LILE）和不相容高场强元素（HFSE）。稀土配分曲线为右倾型,富集LREE,LREE/HREE=4.875.06。LaN/Yb N=6.8112.20,表明轻重稀土分馏程度较高。Ce存在明显的负异常,可能是受到了海山区磷酸岩类、火山碎屑岩的影响;Eu负异常明显。玄武岩的主、微量元素及稀土元素地球化学特征表明:岩石为玄武岩、粗面玄武岩,属碱性系列;玄武岩形成演化过程中受部分熔融作用控制;依据微量元素的不相容元素比值研究发现玄武岩浆主要来自EM和HIUM型地幔,普遍认为EM型地幔中的组分不能直接进入HIMU地幔源区,所以海山可能是EM和HIMU型地幔在上升过程中集聚为小型的地幔柱从而冲出地表构成的。能够推断CA海山在形成过程中受到热点作用的影响。在矿物学方面,通过电子探针数据分析显示,玄武岩的造岩矿物主要为斜长石和辉石,斜长石斑晶具有环带结构,环带核部为培长石,边部为拉长石,是岩浆演化过程中形成的正环带。斜长石斑晶核部、边部及斜长石微晶估算温度平均值分别为1281,1198和1071℃,分别代表了岩浆源区、岩浆房及喷发温度。辉石斑晶全部为单斜辉石,辉石单颗粒辉石内部未见变形和环带结构,根据两种不同温压计算得出单斜辉石的结晶温度分别为1143℃和1168℃,在0.78×1027.43×102MPa之间,对应的形成深度为2.5724.53km,与大洋地壳的平均厚度（56km）相比,辉石结晶的深度要明显大于大洋地壳,反映了明显的深源特征。根据玄武岩中气孔填充物分析结果显示,气孔主要被磷灰石、钙十字沸石、蛋白石及其他碎屑矿物所填充,表明玄武岩经历了海水水解和磷酸盐化作用,与邻区玄武岩相比,受碳酸盐化的影响程度较弱。对已经蚀变的玄武岩样品进行X射线衍射分析,蚀变玄武岩的主要矿物组成有沸磷灰石、钙十字沸石和粘土矿物蒙脱石。从研究区结壳样品的分析结果中得出,Co/Mn为0.0210.050,Mn/Fe为1.1071.925,Ni/Mn为0.0140.023,均小于海水中同种元素之比,说明研究区结壳中的重要成矿元素是海水供给的。上述研究表明,CA海山玄武岩是OIB型玄武岩,属地幔柱热点成因。热点不仅为玄武岩的形成提供了动力,而且加速了玄武岩的蚀变及物质的迁移。玄武岩中锰、铁、钴和镍等成矿元素经过热点的炙烤及海水的海解作用从辉石等矿物中迁移出来,通过玄武岩中的气孔等通道进入海水,其中铁、钴、镍等氢氧化物是带有正电荷的胶体,锰的氢氧化物是带有负电荷的胶体,其中铁和锰的氧化物及氢氧化物是富钴结壳的主要物质组成,δ-MnO2和FeOOH是其典型代表;而蚀变玄武岩中的粘土矿物蒙脱石带有负电荷,气孔中钙十字沸石带有正电荷。由于气孔中的钙十字沸石含量相对较少,因此推断出富钴结壳的形成机制可分为两种:一种是带有负电荷的蒙脱石吸附带有正电荷的铁、钴、镍等氢氧化物胶体,之后带有正电荷的铁、钴、镍等氢氧化物胶体再吸附带有负电荷的锰的氢氧化物胶体,如此不断循环,形成铁锰含量呈韵律性变化的结壳。另一种是,在蒙脱石吸附铁、钴、镍等氢氧化物的同时,气孔中带有正电荷的钙十字沸石吸附有负电荷的锰的氢氧化物,形成初始壳层包裹在蚀变玄武岩上,初始壳层中的铁、钴、镍等氢氧化物再吸附海水中锰的氢氧化物,并在此基础上断地生长,最终形成内部有平行纹层构造的富钴结壳。