以中国塔里木、四川及鄂尔多斯盆地碳酸盐岩重点层系为例,探讨古气候背景与古海洋环境联合控制海相碳酸盐岩储集层发育的机制。对海相碳酸盐岩沉积和储集层形成而言,古气候总体上有干热/干燥与湿热/湿润之分;显生宙海水的地球化学成分曾发生明显的周期性变化,方解石海与文石海交替出现。塔里木、四川及鄂尔多斯等盆地的油气勘探实践表明,海相碳酸盐岩规模储集层的孔隙类型与发育特征明显受控于其沉积时的古气候背景与古海洋环境。干热/干燥古气候背景下的文石海环境最有利于形成孔隙-孔洞型白云岩储集层;干热/干燥古气候背景下的方解石海环境可形成以发育蒸发盐铸模孔为主的孔隙型白云岩储集层。湿热/湿润古气候背景下的方解石海和文石海沉积则主要形成大型溶洞型储集层。古气候背景与古海洋环境联合控制了碳酸盐岩的沉积并深刻影响了其成岩作用,最终决定了规模储集层的孔隙特征和储集层类型。