去白云石化作用是白云石与高Ca/Mg值流体的反应,白云石溶解后或在白云石溶解同时被方解石（或其他矿物）交代的现象。本文以鄂尔多斯盆地宜川-黄龙地区奥陶系马五段发育的次生灰岩为研究对象,对去白云石化作用典型钻井通过镜下薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜、电子探针等实验方法,运用主微量元素、稀土元素、锶同位素、碳氧同位素等地化分析手段,对马五段次生灰岩的类型、成岩环境、成岩作用、成岩演化阶段及去白云石化作用机制进行研究,创新性的提出研究区去白云石化作用的两个阶段及两个阶段中形成的两类次生方解石,并取得以下成果和认识:（1）通过矿物学、岩石学特征分析,认为去白云石化作用形成两类次生方解石,包括保留了原始白云石晶形的红色次生方解石;中-粗粒状、主要产于裂隙或溶缝周围的白色次生方解石。阴极发光显示:红色次生方解石发昏暗桔黄色光且具亮边结构,指示其成岩环境可能为浅埋藏环境;白色次生方解石发昏暗-中等明亮橘红色光,说明成岩环境可能为中-深埋藏环境。（2）红色次生方解石具低Sr及高Fe、Mn值特征,可能在受淡水影响的地表或近地表环境形成;而白色次生方解石含较高Sr元素、较低Fe、Mn元素,其成岩环境为相对封闭的埋藏或深埋藏环境。（3）稀土元素分析表明:去白云石化作用在氧化和还原条件下均有发生,成岩环境从氧化环境过渡到缺氧环境,可能意味着从地表或近地表向浅埋藏及深埋藏转化;红色次生方解石的成岩流体可能为大气淡水,而白色次生方解石可能为热液或深部流体有关。（4）红色次生方解石相对负偏δ¹³C值且相对略负δ¹⁸O值表明其形成过程可能有大气淡水的参与,且位于近地表环境;白色次生方解石相对略负偏的δ¹³C值和明显负偏的δ¹⁸O值,表明其形成于中-深埋藏期,受来自岩石中的碳和来自烃类的CO₂两者混合流体的改造。（5）红色次生方解石具有较低Sr元素含量、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值分布范围较广的特点,说明流体来源为大气淡水;白色次生方解石具Sr元素含量明显偏高、低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值特点,说明其形成过程与海源性流体有关。（6）结合宜川-黄龙地区奥陶系马五段沉积背景与古岩溶特征,认为该区去白云石化作用在地表及近地表、中-深埋藏环境下均有发生,次生灰岩在这两个环境下表现为两个方面:第一阶段在近地表环境受大气淡水淋滤,表现为不彻底去白云石化作用形成红色次生方解石;第二阶段在中-深埋藏环境下,先受岩石中的碳和来自烃类的CO₂两者混合作用的酸性流体侵蚀,再在海源性流体的影响下,次生灰岩经彻底去白云石化作用形成白色次生方解石。