地幔柱活动不同阶段具有不同的岩浆作用产物，由楚克（14.8～4.3 Ma）、波纳佩（8.7～＜1 Ma）、科斯雷（2～1 Ma）等洋岛构成的卡洛琳海山链是地幔柱活动不同阶段的典型例子，研究该海山链中不同洋岛地球化学特征的差异有助于加深对地幔柱晚期活动规律的认识。本研究对获取的楚克、科斯雷样品进行全岩主量、微量元素及矿物电子探针分析，并与波纳佩岛进行对比。科斯雷和楚克由霞石岩和碱性玄武岩组成，在微量元素配分模式上体现出典型碱性洋岛玄武岩的特征。这些样品的橄榄石斑晶具有与辉石岩源区夏威夷OIB橄榄石类似的高Ni、低Ca-Mn的特征，反映其地幔源区可能存在辉石岩。科斯雷霞石岩橄榄石斑晶内存在含碳酸盐的熔体包裹体，反映CO₂在地幔熔融和岩浆成因过程中起到了重要作用。从楚克、波纳佩到科斯雷，La/Sm比值逐渐增大，地幔熔融程度逐渐降低。Nb/Nb^*随着La/Sm、Sm/Yb升高和SiO₂降低有逐渐降低的趋势，与地幔熔融程度降低过程中CO₂作用的增强有关。研究认为，楚克、波纳佩、科斯雷等洋岛火山岩的地球化学变化由卡洛琳地幔柱热点活动逐渐减弱导致，随着地幔柱活动性减弱，CO₂在火山岩成因上起到越来越明显的作用。

地球上除了板块边界形成的岩浆活动之外，在板块内部也广泛存在大规模岩浆活动。其中，板内岩浆活动在大洋中形成了广泛的洋底高原和链状分布的海山。20世纪70年代，国际上提出“地幔柱”假说来解释洋底高原和有时间序列的海山链成因。“地幔柱”假说认为，深部地幔物质上涌过程中包裹周围地幔物质，并在浅部上地幔发生高程度部分熔融，首先形成大规模洋底高原，接着在运动的板块之上形成有年龄序列的洋岛/海山链。然而，长期以来，并没有找到明确有成因联系的洋底高原-海山链系统，使得该假说一直没有得到证实。卡洛琳火山系统由西部的卡洛琳高原和东部卡洛琳洋岛/海山链组成。回顾了卡洛琳海山链火山岩已有研究成果，结果显示，卡洛琳海山链很可能是由一个年轻（约30 Ma）地幔柱形成。尽管如此，在卡洛琳洋底高原和东部海山链之间还有大量平顶海山尚未进行过火山岩采样研究，目前对该海山链系统是否由一个地幔柱“热点”连续形成还缺少明确证据。由于该区海山通常被沉积物或礁灰岩覆盖，常规采样困难。本文提出对该平顶海山区进行5个站位的钻探采样，并开展岩石学、年代学和地球化学研究，并与卡洛琳洋底高原和海山链进行详细对比，将有望检验“地幔柱”假说是否成立。