白云鄂博超大型稀土矿床的形成与碳酸岩关系密切。在矿区外围，西矿西南部中新生代沉积覆盖区，也存在具一定规模的碳酸质岩石，此前一直被视为沉积成因。然而，本文通过研究发现，该碳酸质岩石实际为火成碳酸岩。碳酸岩总体受流体交代程度较弱，根据矿物组成，可分为白云石型和方解石型两种类型。岩石地球化学分析表明，碳酸岩样品富Sr(＞4940×10^-6)，Mn(＞2150×10^-6)以及Ba(＞106×10^-6)，REE平均含量为938×10^-6，远高于本区沉积碳酸盐岩；样品全岩δ¹³C_V-PDB和δ¹⁸O_V-SMOW值范围分别为：-3.7‰～-4.2‰和6.7‰～7.7‰，为典型原始火成碳酸岩特征；岩石具有较均一的Sr同位素组成，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr= 0.702815～0.703185，表明它们为地幔来源且受地壳污染的可能性较小。此外，对岩石中白云石、方解石、磷灰石的单矿物分析也均指示它们为岩浆成因。覆盖区火成碳酸岩的确认，对于对比研究白云鄂博矿床，以及本区大地构造演化研究均具有重要意义。