本研究以西太平洋海山区的富钴结壳和多金属结核为研究对象,在短时间尺度上,利用U系年代学方法测定了各样品的平均生长速率,探讨了由231PPaex法测得生长速率过快的原因,并分析了各样品中常微量元素间的关系;在长时间尺度上,分析探讨了磷酸盐氧同位素变化的原因。主要研究结果如下:(1)利用U系年代学方法得到富钴结壳CAD10、CBD12-2和CAD25-1的生长速率分别为:2.21±0.14 mm/Ma、2.25±0.17 mm/Ma 和 2.01±0.07 mm/Ma,多金属结核样品40V-C1-BC1601和40VI-C1-BC1612a的生长速率分别为:1.16±0.07 mm/Ma 和 1.31 ±0.07 mm/Ma。(2)231Paex法得到的生长速率明显快于230Thex法,利用一维扩散模型定量地计算出Pa在富钴结壳中的有效扩散系数约为8×10-9cm2/a,说明该过程对富钴结壳中231Paex古信号的影响不可忽略。同时,各样品表层中230Thex/231Paex)A.R的空间分布与上层海洋生物生产力有很大的关系。(3)采用[(Co+Cu+Ni)×10]-Fe-Mn图解法,判定所研究的富钴结壳均为水成成因。其中Mn和Fe是富钴结壳中最主要的成矿元素,Mn的含量在16%～19%之间,Fe的含量在15%～17%之间。Mn与Fe呈显著性负相关,其中与Mn正相关的元素有:Co、Ni、Mg、Pb、As、Se;与Fe正相关的元素有:Cu、Al、Ba、Ag、Sn、Sb。富钴结壳中大部分常微量元素随经纬度的区域变化主要受Mn和Fe的控制;同时发现,富钴结壳中Fe的含量随水深逐渐增加,而Mn的含量随水深逐减小。(4)在富钴结壳未磷酸盐化的壳层中,磷酸盐δ180的低值绝大部分是由有机磷组分水解贡献的,碎屑磷的贡献最少;在磷酸盐化的壳层中,磷酸盐δ180的低值主要是碎屑磷的贡献,有机磷组分水解的贡献很低可以忽略不计。对于富钴结壳中磷酸盐δ180的高值,这部分磷酸盐主要来自于周围水体,并且与平衡值间的偏差可以反映中深层水体中微生物对磷酸盐利用效率的高低。(5)通过富钴结壳生长速率、年代与磷酸盐δ18O变化趋势的对比,发现它们中潜在的变化规律很有可能与地球上存在长时间尺度的气候旋回有关,说明富钴结壳中磷酸盐氧同位素的研究对古海洋、古气候具有重要的意义。