本研究对东太平洋海隆13°N附近的玄武岩进行了矿物组成分析、全岩常量和微量元素分析、铀系同位素组成分析、橄榄石和斜长石及其中熔体包裹体成分分析。该研究有利于深入认识快速扩张洋中脊地幔的熔融过程和玄武质岩浆演化特征,并揭示玄武质岩浆动力学过程对岩浆化学和同位素组成的控制机制。该区玄武岩的矿物组成和常量元素特征表明,玄武质岩浆在浅部洋壳内经历了强烈的低压橄榄石+斜长石共结晶,而不存在单斜辉石斑晶。热力学软件COMAGMAT计算表明,岩浆在高压(4-8 kbar)条件下经历了单斜辉石结晶。另外,对65个熔体包裹体的组成分析表明,洋中脊玄武岩结晶深度并不是过去所指出的洋壳内,而是在岩浆侵入洋壳之前就已经历了分异结晶作用,即洋中脊玄武质岩浆过程并不是一个理想的绝热过程。岩浆结晶过程中Ni含量的变化可以通过岩浆房内少量多次的岩浆混合作用解释。洋中脊玄武质岩浆早期结晶产物:高Mg#橄榄石捕获有早期熔体-熔体包裹体。高Mg#橄榄石中熔体包裹体研究证明东太平洋海隆地幔中的确存在不同来源深度和熔融程度的岩浆混合作用。研究对比了洋中脊和洋岛玄武岩230Th-238U不平衡数据,结果表明洋中脊玄武岩过剩230Th受控于地幔熔融条件。我们提出一个密度控制模型以解释玄武岩铀系同位素组成特征。在该模型中,深部来源的岩浆均具有相对浅部岩浆较高的(230Th/238U)、Fe8、La/Sm和岩浆密度。深源岩浆较高的密度会导致其在迁移过程中的上浮力较弱,从而倾向于长时间滞留在岩浆房底部;而浅部来源的岩浆具有较低的岩浆密度和较强的上浮力,从而滞留时间较短。研究对比了2202个东太平洋海隆玄武岩和888个海隆附近海山玄武岩常量元素组成,以揭示研究区地幔熔融条件对岩浆演化的控制作用。结果表明,从东太平洋海隆北段至南段,扩张速率逐渐从8 cm/yr (16°N)变化至15 cm/yr (19°S),其岩浆结晶压力也相应降低。因此,受控于扩张速率的岩浆供应控制了洋壳温度和岩浆结晶深度。