西沙群岛海域生物礁自中新世以来持续发育至今,西科1井揭示生物礁地层厚度达1257.68m,为全取心井,具备大量岩心标本以研究其岩石特征、储层、成因机制。本文研究区位于西沙群岛岛礁区,以西沙群岛西科1井为基础,根据最新发现的十一层白云岩样品,通过岩心标本观察、薄片分析、X粉晶衍射分析、有序度分析、主微量元素及同位素地球化学分析等方法,对西沙石岛西科1井白云岩的岩相学特征、地球化学特征等进行了详细的研究,进一步分析了白云岩的成岩作用、白云石化流体的来源和成因机制。在西科1井中不同深度分布有11层白云岩,随深度增加,固结程度变好;从浅到深,白云岩晶粒由泥晶-粉晶-细晶白云岩,有序度值呈增加趋势,但整体有序度值不高。白云岩多具有一定程度的残余结构,可见白云石组成的生屑或未完全白云化生屑,岩心中多呈砂糖状晶粒结构;无残余结构白云岩在西科1井比例不大,约占不到10%,其白云石化显著,显示为晶粒白云岩,主要分布在埋深较大的三亚组。碳酸盐岩成分纯净,主要造岩氧化物为Ca O、Mg O和CO2,总量超过80%,一般在90%以上。表层松散沉积物和浅层的岩石锶含量相对较高,并且随深度增加迅速减少。对白云岩而言,锶的含量更少。白云岩层段碳、氧同位素含量普遍较高,碳同位素范围为1.21‰～3.15‰,平均值为2.38‰;氧同位素范围为-1.78‰～4.77‰,平均值为2.55‰。西科1井白云岩中Mn、Fe含量普遍较低,主要为封闭环境形成,表明其白云化流体具有显著的海水特征,海水或者海源流体是其主要的白云化流体;δ13C具有典型的海相碳酸盐岩碳同位素特征,表明海水中沉积的方解石、文石或者海源流体中的碳是这些白云岩中的碳主要来源;白云岩δ18O范围为-1.78‰～4.77‰,适合低温成因δ18O范围,即西科1井白云岩为低温成因白云岩。综上所述,西科1井白云岩形成于高盐度的潟湖环境条件下,且海水为主要白云化流体来源。由于全球海平面的反复变化,西沙海域生物礁自形成以来经历了多次的淹没和暴露过程,从而在西科1井发育多个白云岩层。