南海因为特殊的构造背景、多种类型礁的发育和良好的生储盖组合等,决定了南海生物礁油气勘探的广阔前景,南海盆地各产油区生物礁油气藏同样占有重要地位。尽管前人对于西沙群岛白云岩成因模式和机制有过诸多研究,但对于西沙群岛铁白云岩的研究并不多见。本文以西沙群岛石岛西科1井和永兴岛西永2井钻井岩心资料为研究基础上,通过对以上岩心岩石学和地球化学特征的分析,石岛西科1井和永兴岛西永2井铁白云岩成因特征分析进行系统的研究:利用x射线粉晶衍射定量分析确定石岛有十一层铁白云岩,而永兴岛西永2井确定有八层铁白云岩。石岛西科1井和永兴岛西永2井铁白云岩均有发育,基本与白云岩互层,具有明显的分带性。通过偏光显微镜分析得出西永2井中新世白云岩心以生物碎屑白云岩为主,白云石晶体呈粉晶-细晶结构;某些层段铁白云石含量较高,晶体主要为微晶-粉晶白云岩。而对石岛西科1井铸体薄片观察分析得出西科1井发育大量物碎屑白云岩,晶体多呈细晶-粉晶结构,自形-半自形为主,部分样品可见黑色铁质氧化物或者胶结物。而对于石岛西科1井和永兴岛西永2井铁白云岩在扫描电镜方面,均观察到多数白云石晶体自形程度高,主要属于菱形多面体结构,白云化程度高。对于石岛西科1井地球化学分析认为,西科1井δ 13C和δ 18O变化范围符合混合水作用模式,且受到了长期淡水淋滤的作用。西科1井碳酸盐岩造盐氧化物主要以MgO、CaO和CO2为主,含量基本达到75%以上。CaO和MgO矿物在钻井岩心中具有明显的分段特征,表现出明显的负相关关系。对石岛西永2井地球化学地球化学分析认为:生物碳酸盐岩成分主要以CaO和MgO为主,且其他少部分样品FeO含量也很高,其他化学成分较少,MgO和CaO呈负相关关系。Sr元素含量表明处于淡咸水混合水环境下,且受到了长期淡水淋滤的作用。Ni、Cu、Zn元素与Fe相关性极高,这是高尖石岛火山喷发引起形成重金属海流而导致的。对于西沙群岛永兴岛和石岛铁白云岩成因模式研究认为:距离永兴岛只有47千米的高尖石岛的火山喷发能够形成重金属海流,导致大量铁元素富集溶胶,以及其他重金属元素如锰、铜、锌、铬、镍及钴的富集,同时铁等重金属物质受南海双向季风区盛行风作用的影响;导致风能大大增加了形成高能波浪输导的作用,并且形成潮汐流或波浪流,加上双向季风区盛行风的推动,形成双重动力沉积的作用,使高浓度Fe元素溶胶能够搬运到永兴岛以及石岛附近并完成沉积,参与白云石化过程,且高温促进Fe、Mg、Ca三种离子的交换促使Fe离子进入矿物晶格形成铁白云石。因此,石岛西科1井和永兴岛西永2井铁白云岩成因模式是Fe、Mg、Ca三种离子的交换促使Fe离子进入矿物晶格形成铁白云石以及混合水白云化作用形成的。