白云岩成因和白云岩化作用一直是沉积学领域研究的重点。四川盆地中二叠统栖霞组白云岩储层的天然气勘探是近几年广受关注的领域之一。本文在结合前人研究基础上,通过剖面观测、岩心观察、岩石学研究及全岩与微区等地球化学分析（微量元素、稀土元素、碳氧同位素、锶同位素、包裹体测温等方法）,系统研究了川西地区中二叠统栖霞组的白云岩成因。川西地区中二叠统栖霞组白云岩按产状可分为基质白云石和胶结物白云石两类,基质白云石所形成的白云岩按结构细分为残余砂屑白云岩与晶粒白云岩,胶结物白云石分为鞍状白云石与脉体充填白云石;残余砂屑白云岩呈厚层块状,隐约见残余颗粒,具雾心亮边结构,以平直晶面半自形晶为主。晶粒白云岩呈致密块状,晶体大小不均,平直晶面自形晶为主。鞍状白云石充填于裂隙与溶蚀孔洞内,多为曲面他形粗晶,具波状消光特征。脉体白云石沿缝壁向内生长,半自形-他形为主。研究区白云岩样品碳同位素均在同期海水范围内,REE配分模式与泥微晶灰岩相似,部分白云岩87Sr/86Sr因穿过硅酸盐地层而明显偏高,表明白云岩化流体主要为海水来源;研究区包裹体均一温度明显高于川西地区栖霞组的正常地温,残余砂屑白云岩和脉体充填白云石Eu呈负异常,而晶粒白云岩和鞍状白云石Eu多为正异常,氧同位素为负偏均表明白云岩形成于受到高温的影响。通过岩石学研究及全岩与微区地球化学分析得出,川西地区栖霞组发生了两期白云岩化,浅埋藏阶段滩相灰岩发生白云岩化作用,形成残余砂屑白云岩以及晶粒白云岩,而后峨眉山玄武岩喷发引起局部异常高温叠加改造残余砂屑白云岩和晶粒白云岩;热液流体沿裂缝、孔隙充填形成鞍状白云石。因此,川西地区栖霞组白云岩主体为浅埋藏成因,残余砂屑白云岩与晶粒白云岩均受到后期热流体叠加改造,西南地区的鞍形白云石为热液成因,脉体充填白云石为晚期埋藏成因。