西沙群岛石岛表层的砂屑灰岩是生物礁岛屿较为少见的风成沉积，通过野外观察，室内薄片、扫描电镜、稳定碳、氧同位素、常量元素和微量元素的测试分析，发现石岛的风成砂屑灰岩早期成岩作用主要在大气淡水条件下完成。大气淡水成岩作用产物及受淡水成岩改造的样品，其碳、氧稳定同位素明显偏低，而海水冲洗改造对样品中碳、氧稳定同位素的影响并不明显。不同样品中稳定碳、氧同位素值的变化表现出明显的正相关关系，指示淡水成岩过程中大气CO2的混入是造成碳、氧同位素偏低的共同原因。成壤化作用导致Al、Fe、Mn和U元素在古土壤中相对富集。Y、Cr和稀上元素的富集与成壤作用关系不大，推测其来源与风尘或火山灰有关。在大气淡水作用下，准稳定矿物(如文石和高镁方解石)发生新生变形作用，向稳定的低镁方解石转变。这一过程在大气淡水潜流带中较为高效而迅速，而在大气渗流带中较为缓慢。石岛风成砂岩中整体锶、镁的含量仍然较高，说明其总体处于大气渗流带的环境中。石岛大气淡水成岩作用的胶结物以微亮晶(10～20μm)和亮晶(30～100μm)粒状或短柱状方解石镶嵌在颗粒周边、粒间微孔及部分粒内孔隙中，胶结物占比<10％。总体胶结琉松，孔隙度较大(>20％)。海水冲洗作用形成的致密层制约了海水对岩石内部的影响，使其影响仅限于表层数个厘米范围。因此，淡水成岩作用造成的孔隙可以很好地保留并埋藏下来。