就世界范围来看,从古生代到新生代都有湖相碳酸盐岩分布。中国的湖相碳酸盐岩沉积在地质历史中主要集中于中生代和新生代,自三叠纪到第三纪,在陆壳上形成了大量的陆相沉积盆地,也沉积了大量的湖相碳酸盐岩沉积物。辽西早白垩世义县盆地是中生代形成的众多陆相盆地之一,在该沉积盆地沉积的一套火山-沉积地层中产出大量热河生物群生物化石,化石种类繁多,且保存较好,由于其对生物演化的重要意义而倍受关注,辽西地区也因此而闻名于世。随着对热河生物群生物研究的深入,人们逐渐开始关注其生活的古环境特征,然而热河生物群产出的古地理环境和盆地沉积特征研究由于受到后期构造破坏和风化作用影响,难以开展野外工作,研究程度较低。在野外工作的过程中发现义县组中湖相碳酸盐岩沉积层非常发育,而且保存相对较好,加之湖泊沉积物对于湖盆区域的环境变化相当敏感,因此,义县组中保存较好的湖相碳酸盐岩能够在一定程度上反映出辽西热河生物群产出和沉积的古环境特征。本文通过对辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩岩石特征、矿物组合、岩相类型、碳氧稳定同位素组成等特征的分析,对义县组湖相碳酸盐岩沉积的古地理、古气候和古环境特征进行了详细的研究,并将辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩的沉积环境与现代的青海湖湖相碳酸盐沉积环境做了详细的对比分析。辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩主要以薄层状产出,其空间分布特征复杂,主要以薄层状或透镜状夹于一套火山-碎屑岩沉积层之中。岩层的空间分布状态能够反映出沉积环境的特点。研究发现辽西早白垩世义县组薄层状湖相碳酸盐岩沉积层主要形成于滨浅湖,而透镜状碳酸盐岩沉积层形成于洪泛平原上短期存在的储水洼地和湖泊边缘。经过大量的岩石标本观察和镜下鉴定,将义县组湖相碳酸盐岩划分为9种岩石类型,主要包括古钙质壳、灰(云)泥岩、颗粒灰泥岩、灰泥颗粒岩、颗粒灰岩、灰砾岩、漂浮灰岩、含燧石灰泥颗粒岩与颗粒灰岩和纹层泥晶白云岩等。结合不同岩石类型在沉积剖面上的空间分布特征,共识别出了6种岩相类型和两种相组合,透镜状古钙结壳相(相A)、灰泥颗粒岩和颗粒灰岩相(相B)、球粒灰泥颗粒岩和颗粒灰泥岩相(相C)、泥晶灰岩相(相D)、灰砾岩和漂浮灰岩相(相E)、纹层状白云岩相(相F)等。研究发现不同的岩相类型反映了湖盆中不同的古地理环境,根据这些岩相特征对辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩沉积的古地理、古地貌特征进行了恢复。呈透镜状产出的古钙结壳相与部分灰泥颗粒岩和颗粒灰岩相主要沉积于水体较浅,且常暴露地表的储水洼地和湖泊边缘；球粒灰泥颗粒岩和颗粒灰泥岩相与灰泥颗粒岩和颗粒灰岩相局部产出少量的未知生物碎屑,主要沉积于水体较浅的滨浅湖区域；灰砾岩和漂浮灰岩相与纹层发育波状起伏的纹层白云岩相主要沉积于水体相对较深湖盆斜坡较陡的浅湖区域；泥晶灰岩相和纹层平直的纹层白云岩相沉积于湖泊水动力条件较弱、水体相对较深的浅湖-半深湖区域。镜下鉴定结合X衍射、扫描电镜对义县组湖相碳酸盐岩矿物成分做了详细的分析,发现义县组湖相碳酸盐岩主要由方解石、白云石和少量粘土矿物组成,局部的碳酸盐岩含有硅质成分。结合义县组湖相碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素特征和其与碎屑岩层的组合关系,对义县组湖相碳酸盐岩沉积环境进行了恢复。辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩沉积层主要为咸水的洪泛平原储水洼地和滨浅湖沉积环境,气候相对干热,碳酸盐岩沉积的湖泊水体温度较高,平均在200C左右,枣茨山金刚山沉积层中碳酸盐岩沉积的水体温度最高,平均33℃,这可能与火山活动有关。湖泊水文状况趋于封闭,古湖泊水体补给量小于蒸发量。湖泊水体pH值较高,呈碱性,水体中含有较多的镁质成分。碳酸盐岩中粘土质成分主要来自凝灰质的蚀变。火山活动频繁,对辽西在白垩世义县盆地的水文状况和湖水的温度都有一定的影响,也可能是湖泊水体中硅质成分的主要来源。辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩沉积环境与现代青海湖碳酸盐沉积环境的对比表明,义县盆地碳酸盐岩沉积环境与青海湖湖相碳酸盐沉积环境有一定的相似之处。通过对比研究能够更准确的恢复辽西早白垩世义县组湖相碳酸盐岩的沉积环境。