通过岩石学、碳氧同位素和元素地球化学等方法对准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩特征进行了研究,分析了白云岩化机理并建立了白云岩化作用成因模式。结果表明,研究区岩石类型为白云质泥岩、白云质粉砂岩、白云化凝灰质粉砂岩和白云化凝灰质泥岩等,白云石化以交代湖相灰泥质和硅质(凝灰质)组分形成的自形或半自形的粉晶—细晶白云石为主,常见残余方解石和晚期方解石胶结物充填。岩石中V/Ni比(1.2~4.8)、Sr含量(95.5~782.2μg/g)、Mg/Ca比(0.5~3.0)、有序度(0.36~0.98)、δ18O PDB(-14.8‰~3.2‰)和δ13C PDB(-1‰~5.2‰)的变化范围都较大。研究区云质岩类形成于水动力条件较弱、水体较深、相对安静的半闭塞陆相微咸—咸水湖湾环境,具多期次成因;二叠系时期构造运动复杂,断裂发育,火山活动频繁,不仅提供了白云石化过程中Mg2+的来源,且为富镁流体的快速流动和渗透提供了通道。综合研究认为本区的云质岩有准同生白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化三种成因类型。