对现代海底和古代沉积岩（物）中的甲烷成因碳酸盐岩野外地质特征、矿物组成、地球化学组成及鉴定方法等方面进行大量研究,并取得一系列成果。然而,对沉积型重晶石矿床中分布的甲烷成因碳酸盐岩的研究却相对较少,取得的研究成果也较为有限。本文通过对镇宁-紫云泥盆系重晶石矿床中发现灰岩结核进行详细地野外观察,分析灰岩结核与重晶石的接触关系,观察灰岩结核在不同剖面产出特征与总结其分布规律,并结合矿物学、元素地球化学和C-O同位素研究,探讨并揭示了灰岩结核的形成环境、成因机制、以及与重晶石矿床的成矿关系。结果表明:灰岩结核呈球状、椭球状、柱状、段柱状和喷口状顺层产于重晶石之中或其下部地层之中,灰岩结核与重晶石、硅质沉积物接触界线清楚,显示同沉积特征。不同剖面,灰岩结核构造特征和分布数量具有明显差异。具体表现为:乐纪剖面,未见灰岩结核出露,但在剖面上发育有类似于灰岩结核的孔洞;洗鸭剖面,灰岩结核构造类型复杂且数量较多;罗城剖面,灰岩结核数量减少、构造类型单一。结核中发育大量类似现代海底冷泉沉积碳酸盐岩的凝块和草莓状黄铁矿。草莓状黄铁矿内部结构呈葵花状,组成葵花状的单颗黄铁矿大小基本一致,轮廓清晰。灰岩结核的稀土元素具有真实的Ce负异常、Ce的无异常二种类型,表明灰岩结核形成于还原环境中,也在氧化状态中形成。灰岩较低的δ¹³C_V-PDB值表明其碳源主要为热解成因甲烷气或混合气。在洗鸭河剖面,重晶石矿体中与古甲烷渗漏事件有关灰岩结核的δ¹³C值最负,为-10.27‰,罗城剖面灰岩结核δ¹³C值逐渐偏正,达到+0.03‰,结合灰岩结核的构造类型和数量在不同剖面上分布规律,认为古甲烷渗漏活动在乐纪剖面表现更剧烈,向西经洗鸭河至罗城剖面,甲烷渗漏活动减弱。镇宁-紫云泥盆系重晶石矿床空间展布形态、矿石沉积构造、重晶石δ³⁴S值、灰岩结核的数量、构造类型和碳同位素组成等方面都集中指示乐纪一带处于或靠近成矿中心,该区具有很好的重晶石找矿前景。