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准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级-泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及岩浆-热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩类（包括白云岩）为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其沉积环境和白云石形成机理。云质岩类岩矿特征和主微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩类中的白云石可分为三类:（1）自形-半自形微粉晶白云石。在云质岩中分布最广泛,白云石颗粒一般集中分布形成白云石纹层或与陆源碎屑及凝灰碎屑混合并呈纹层产出;（2）自形-半自形细晶白云石。仅在云质岩局部产出;（3）它形微粉晶白云石。形成方沸钠长白云岩和硅质白云岩,夹于云质岩中。自形-半自形微粉晶白云石有序度低（0.46）,成分均匀,被显微纹层包绕,为沉积期-准同生期的产物。细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物。它形微粉晶白云石与方沸石、水铵长石、钠长石、玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,呈现化学沉淀的特征,白云石呈球状、葡萄状及鞍状,具有与高温相关的弯曲晶面。方沸钠长白云岩底部相邻沉积纹层发生塑性变形,表明白云岩形成于沉积期。自形-半自形微粉晶白云石和它形微粉晶白云石的锶同位素值指示两类白云石的成矿流体均由幔源流体与湖水混合而成,且它形微粉晶白云石成矿流体更亲幔源。两类白云石均具低δ18OPDB和高δ13CPDB,基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,利用δ18OPDB计算得到自形-半自形微粉晶白云石形成温度介于54.61186.46℃,它形微粉晶白云石的形成温度更高,介于77.69197.27℃。两类白云石的高δ13CPDB主要由芦草沟组高有机质埋藏量和产甲烷古菌的代谢活动造成。自形-半自形微粉晶白云石可能形成于热液喷流口远端,在幔源热液与湖水混合流体中湖底碳酸盐质点被交代形成白云石,凝灰碎屑和热液与咸化湖水的混合作用为白云石的形成提供了Mg2+,热液活动带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石结晶的动力学障碍;它形微粉晶白云石可能在近喷口的高温区由幔源热液与少量湖水混合后直接沉淀结晶形成,热液温度和Mg2+对其形成起主要作用。