白云岩成因问题是几百年来碳酸盐岩中最为复杂的地质问题,对白云岩的成因,人们建立了不同的成因模式,这其中白云岩的成岩流体和成岩系统一直是研究的热点,这些问题对白云岩的成因研究意义重大。四川盆地中二叠统自上世纪60年代以来就是重要的天然气储层,深入了解碳酸盐岩储层的分布与性质,可为该地区的油气资源勘探提供更多的资源与依据。本文在结合前人研究基础上,通过野外考察、镜下观察、碳氧同位素、锶同位素、稀土元素分析等方法,系统研究了四川盆地中二叠统的白云岩成因。研究区中二叠统的白云岩分为三类:中粗晶白云岩、细晶白云岩及鞍状白云岩;中粗晶白云岩颗粒较粗,往往呈层状产出,具有发育的微裂隙,微裂隙中充填鞍状白云岩及沥青;中细晶白云岩往往呈斑状、似层状产出,发育溶蚀孔洞和构造缝,缝洞中充填鞍状白云岩及硅质结核;鞍状白云岩产出于岩石的裂缝及孔洞之中,与中粗晶白云岩及细晶白云岩具有可明显区分的边界,因此认为鞍状白云岩的形成晚于另外两种白云岩。三种白云岩的包裹体均一温度均高于该地区的正常埋深温度,他们的氧同位素具有明显的偏负性,这些特征都与热液成因的白云岩的特征一致;在野外露头及岩心可见与热液活动相关的角砾岩及斑马状构造,因此认为白云岩的形成与热液活动有关。三种白云岩的地化特征表明他们具有与灰岩相似的碳同位素、锶同位素、稀土元素配分模式及铈的负异常以及铕的负异常,因此认为白云石化流体与灰岩沉积时的流体相似,应为地层中的海水或海源流体。