塔里木盆地是我国最大的含油气盆地,拥有巨大的油气资源潜力。寒武系和奥陶系碳酸盐岩储层厚度大,分布广,是塔里木盆地重要储层之一,也是塔里木盆地主要的产工业油气层之一。论文研究的时代为寒武-奥陶系,以塔里木盆地中部地区岩芯样品及西北部的柯坪巴楚地区的露头样品为基础,通过对样品的薄片镜下鉴定、碳氧同位素测试进而结合沉积相对碳酸盐岩的岩溶、成岩环境及沉积相对白云岩成因模式的控制作用做进一步的研究,从而对塔里木盆地塔中与塔西北地区的碳酸盐岩储层做出评价。显微镜下观察塔中地区中1、中12、中13和中4井的薄片显示塔中地区灰岩中普遍存在生物体腔和缝合线被白云石晶体所交代的现象,且交代后白云石普遍为中粗晶,较深部形成的白云岩粗大。这种结构更适于油气在晶间孔中的储藏。从微相的角度来说,中粗晶白云岩更有利于形成优良的储层。柯坪巴楚地区的白云岩储层高频层序旋回的岩溶发育,溶蚀孔洞沿层序界面平行发育,说明层序界面是控制岩溶发育的主要条件,高频旋回顶部的周期性暴露是岩溶发育的基础。利用碳氧同位素对于判别寒武奥陶系的碳酸盐岩成岩环境的方面是有行之有效的。塔中地区白云岩成因环境显示,以δ¹³C和δ¹⁸O值的变化界线分别大致在-1.80‰和-6.60‰为界,下奥陶统的白云岩多为近地表蒸发海水成因,寒武系的白云岩多为埋藏和深部白云岩热液交代成因。δ¹³C-δ¹⁸O图解法显示寒武奥陶系各个下中上统的碳氧同位素存在着明显的界限和范围,不同的δ¹³C和δ¹⁸O值都有一个数值范围。柯坪巴楚地区寒武奥陶系各个下中上统的碳酸盐岩的碳氧同位素的平均值反映出研究区寒武奥陶系碳酸盐岩都是在海相环境中形成的。下寒武统与中上奥陶及T74界面时期的碳酸盐岩以海水成岩环境为主,中上寒武统与下奥陶统则为埋藏成岩环境。从而可以看出在寒武奥陶时期,T74界面时期的成岩环境发生了很大的转变。柯坪巴楚隆起寒武奥陶系各个下中上统碳酸盐岩样品Z值均大于120,反映出淡水成岩环境对研究区寒武奥陶系碳酸盐岩影响较小。锶同位素显示当时是处于一种低于平均海平面的地理环境。塔中地区的下奥陶统沉积相对白云岩的成岩作用起着关键的影响作用,随着时间的迁移,加上地下热液流体的作用和高温高压环境下对白云岩成岩的影响,形成了自西向东以准同生白云岩化、回流渗透白云岩化、局部混合水白云岩化为模式的白云岩成岩演化规律。由于不同成因的白云岩所形成的孔隙度和渗透率不同,通常认为原生或准同生的白云岩形成的白云石晶体较细,晶间溶孔欠发育,不利于形成油气良好的运移通道和储存的空间;而回流渗透和局部混合水及后期埋藏成因的白云岩,由于白云岩以流体的形式交代灰岩和方解石,或者后期方解石交代白云石,易于形成晶体粗大的白云岩,其晶间溶孔和孔隙发育,可以成为有利的白云岩储层。