吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组广泛发育的细粒沉积岩是国内致密油气勘探的重要接替领域。这类细粒沉积中往往富含白云石,多期的白云石化作用对致密油气的富集过程有重要影响。本文综合利用岩心、薄片、阴极发光、流体包裹体和地球化学等资料,对白云石的形成环境及其成因进行了研究。富含白云石的细粒沉积岩发育段的岩心中常见泥裂、同生角砾、植物根茎、古土壤等暴露构造,表明细粒沉积岩形成于干旱气候下的浅水咸化湖盆中。由沿岸带向远岸带依次发育沼泽碳酸盐岩、滨岸砂滩、浅湖混合坪、浅湖云坪和半深湖富有机质沉凝灰岩等微相类型。空落火山物质为湖盆内白云石的形成提供了Ca2+和Mg2+离子。白云石的分布与湖水的盐度呈正相关,由湖盆边部向湖盆中心白云石含量逐渐降低。沿岸带内发育厚层块状的泥晶白云岩,白云石粒径小于10μm,多为自形-半自形状,有序度较低,常与岩盐和石膏伴生,高的Sr含量和偏正的δ18O表明其形成于近地表蒸发环境中,蒸发富Mg流体交代早的方解石颗粒和泥晶基质。受波浪的作用的影响,这类白云石以透镜状、团块状、砂纹状和星散状分布于沉凝灰岩的基质中。