中二叠统栖霞组和茅口组的白云岩储层长期被视为四川盆地天然气勘探的接替层系。但这套优质白云岩储集体的成因问题长期以来存在争议。准同生白云岩和回流渗透白云岩早已被质疑缺乏形成它们的局限环境,且全盆地内中二叠统白云岩发育的层段未见蒸发岩存在的报道,因此与蒸发有关的早期白云岩化成因缺乏证据。而混合水白云岩化本身则长期受到质疑。随着埋藏期成岩作用和二叠系构造热事件近年来受到重视,与埋藏和热液相关的成因成为了四川盆地二叠系白云岩成因的主流认识,屡见报道。但大量地球化学分析显示,热液并非中二叠统白云岩唯一的成岩流体,成岩流体的通道也不仅限于构造运动产生的深大断裂。基于这些情况,本次选取钻井资料较为丰富的川中地区中二叠统栖霞组和茅口组白云岩作为研究对象,以期深化对该层位白云岩成因的认识。本次基于川中地区丰富的钻井信息和取心资料、结合区域构造、地层和沉积背景,以白云岩及其围岩的实物样品为基础,通过阴极发光、包裹体测温实验、元素地球化学分析,获得了研究区目标层位白云岩的岩石学特征和地球化学特征,依赖碳酸盐岩沉积学和地球化学方面的知识,对研究区栖霞组和茅口组的白云岩成因进行了系统的再认识。研究区中二叠统白云岩形成于晚二叠世至早三叠世之间,主要形成于晚二叠世。栖霞组在暴露期后,形成了充填一半充填的岩溶系统,茅口末期和龙潭期活跃的火山活动加热了深部富镁流体,热液沿着东吴运动形成的深大断裂流经栖霞组中上部的岩溶系统内部,随即漫流交代先期孔深层、岩溶系统内部充填物和围岩,产生了具规模的白云岩化作用。茅口组底部的泥晶灰岩和泥质灰岩沉积物起到了对部分上涌热液的封盖作用。茅口组沉积后遭受大规模岩溶作用,在龙潭组初期的海侵阶段,活跃的深部热液沿着断层进入茅口组岩溶系统当中,与风化壳中封存的壳源流体和由上部注入岩溶系统的龙潭组海水混合,对疏松的岩溶充填物和围岩造成了剧烈的白云岩化作用。随着埋藏时间的增加,茅口组沉积物与其上的海水完全脱离。此时热液活动虽不如龙潭组早期活跃,但是仍然具有一定的交代能力,造成了岩溶系统内部的白云岩晶粒继续生长,在先期白云石基础上形成环带。针对白云岩储层成岩作用的研究显示,岩溶系统内部保留了较多的残余自由空间,经热液白云岩化调整后形成的白云石更为自形,且保存了较多的晶间孔隙。而相比之下,岩溶系统周围的基岩组构已在早期埋藏中趋于致密,云化后形成的云岩物性较差。而白云岩化作用为储层提供的仅仅是抵抗压实和压溶作用的能力,而并未显著增强储集体的储集空间。事实上,这类岩溶型白云岩主要的储集空间继承自岩溶系统中形成的未充填的孔隙,以及先期孔深层中保留下来的原始粒间孔隙。因而,在研究区寻找优质白云岩储层的同时,不应忽视颗粒滩展布预测和岩溶地貌的恢复工作。