本文以塔里木盆地塔中北坡地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩为研究对象,以岩心观察和薄片鉴定为基础,结合扫描电镜、能谱分析、阴极发光、电子探针、包裹体测温、荧光分析、碳氧同位素测试、微量元素测试等手段进行了储层岩石学特征、成岩作用类型和主要成岩作用机理的研究。研究区奥陶系鹰山组碳酸盐岩储层的岩石类型主要为灰岩、白云岩和硅化岩。其中灰岩类包括颗粒灰岩、微晶灰岩、(含)云质灰岩、(含)硅质灰岩;白云岩类包括泥-粉晶白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、(含)灰质云岩、硅质白云岩;硅化岩类包括细晶硅化岩和(含)灰质硅化岩。研究区储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔、溶洞和裂缝等,鹰山组下段的孔隙度范围为0.1%~2.40%,平均值为1.13%,渗透率介于0.001~30.20×10-3μm2,平均值为1.24×10-3μm2;鹰山组上段的孔隙度约0.20%~20.50%,平均值为7.36%,渗透率介于0.001×10-3μm2~73.40×10-3μm2,平均值为17.18×10-3μm2。储层发育普遍较差,且统计结果表明研究区鹰山组储层厚度和数量上都以III类储层为主。研究区鹰山组碳酸盐岩储层中发育同生岩溶、表生岩溶(层间岩溶)和埋藏溶蚀作用(热液硅化作用)。各类溶蚀作用对储层形成都具有积极贡献。其中以表生溶蚀作用对本区储层的发育影响最大。不同类型白云石的地球化学特征分析结果表明,斑块状粉晶、细晶白云岩及云质灰岩中的粉晶、细晶白云石主要是准同生期蒸发泵白云石化作用的产物,沿缝合线分布的细晶、中晶白云石是成岩早期浅埋藏环境白云石化作用的产物,中-粗晶白云石及鞍形白云石则形成于成岩期埋藏环境下。通过对鹰山组的硅化岩进行主、微量元素分析和稀有气体同位素分析可知:热液流体中的硅质并不完全来自源于地幔的岩浆,而是从二叠纪岩浆分异出来的热液流体在向上运移过程中,淋滤寒武系底部的硅质岩层,并将富硅热液流体带入奥陶系鹰山组的地层中,发生热液硅化作用。研究区奥陶系鹰山组碳酸盐岩的成岩作用复杂多样,主要有胶结充填作用、压实压溶作用、破裂作用、溶蚀作用、白云石化作用、热液硅化作用等。其中最主要的建设性成岩作用是溶蚀作用,最主要的破坏性成岩作用是胶结作用。