冀中坳陷下古生界熱液白云巖的識別和形成機制

閆偉，金振奎*，姚夢竹，趙文龍

1 中國石油大學(北京) 地球科學學院，北京 102249

2 中國石油華北油田分公司勘探開發研究院，任丘 062552

0 引言

冀中坳陷下古生界發育多種類型的白云巖。常見的有泥—粉晶白云巖、粉—細晶白云巖和中—粗晶白云巖[1-2]。這3種類型的白云巖，根據其成因，可分別歸類為準同生白云巖、回流滲透白云巖和埋藏白云巖[3-9]。前兩種類型的白云巖，在華北地臺的下古生界中已有不少研究。而對于埋藏白云巖，研究還較少，尤其對于埋藏熱液白云巖的研究還很缺乏。

埋藏白云巖自1980年代開始受到關注以來，已有不少埋藏白云化模式被廣泛應用。自2000年以來，世界各地又發現了大量的熱液白云巖的研究實例[10-11]。這些研究表明熱液白云巖與構造斷層密切相關，且主要分布在伸展斷層[12-13]、走滑斷層[14]和逆掩斷層[15-16]等構造斷裂區域。這些構造活動不僅為熱液流體的流動提供驅動力，而且使得巖體內部產生開放的縫洞系統，為熱液流體的流動提供通道。北美地區的熱液白云巖，在平面上的分布范圍從數千米到數十千米不等，厚度上從數米到數十米不等[10]。由于埋藏熱液白云化過程中溫度較高，且結晶過程更為緩慢，因此形成的白云石有序度更高，晶體也多在中晶和粗晶之間[17-18]。在埋藏白云化過程中Fe2+和Mn2+的富集，使得陰極發光微弱[13-19]。熱液白云巖具有更負的δ18O值，含有兩相的、含水的流體包裹體[20-22]。

熱液白云巖無論在巖性特征方面，還是在成因機理方面，均不同于泥—粉晶白云巖和粉—細晶白云巖，這使得其儲集性能也與它們有差別。鑒于冀中坳陷，甚至整個華北地臺，還缺乏熱液白云巖的研究，在實際工作中難以準確分辨白云巖的類型和儲集性能，從而難以對儲層進行有針對性的開發。本文針對冀中坳陷下古生界熱液白云巖進行研究，通過分析其分布形態、巖石學特征、地球化學特征等，識別出構造—熱液白云巖，并研究其形成機制，從而為白云巖儲層的研究提供一定的依據。

1 地質背景

冀中坳陷位于渤海灣盆地東部(圖1A)，華北平原北部，面積約3.2×104km2。它是在華北地臺基底上發育起來的一個中—新生代沉積坳陷[23]。下古生界地層厚度約1000 m，埋深在2000～5000 m之間。冀中坳陷具有明顯的伸展、走滑構造特征。其從太古界至下元古界，發育了一套中深變質巖系。從中元古界至下古生界，發育了一套碳酸鹽巖夾碎屑巖的沉積建造。由于早元古代至晚古生代是華北地臺的穩定發展時期，這個時期冀中坳陷構造運動相對緩和，沉積穩定，巖漿活動微弱。此時華北地臺處于陸表海的沉積環境，沉積基底起伏小，水體淺，形成了下古生界的沉積巖。沉積相類型主要為碳酸鹽巖臺地，包括潮坪亞相、局限臺地亞相、開闊臺地亞相和淺灘亞相等。巖石類型主要為灰泥石灰巖、顆粒石灰巖、泥—粉晶白云巖和泥頁巖等。中生代發生了燕山運動，構造活動強烈，使得華北古地臺解體[24]。這個時期冀中坳陷以斷陷沉積為主，沉積不穩定，主要為陸相碎屑巖建造。古近紀為裂谷盆地的發育時期，巖漿活動強烈，并沉積了一套河湖相的碎屑巖。由于加里東運動以來的多期構造抬升運動，使得研究區下古生界在部分區域缺失（圖1B）。奧陶系共劃分為8個組，即冶里組、亮甲山組，以及馬家溝一組、馬家溝二組、馬家溝三組、馬家溝四組、馬家溝五組、馬家溝六組(簡稱馬一組、馬二組、馬三組、馬四組、馬五組、馬六組)。上部缺少志留系和泥盆系，與上覆石炭系呈不整合接觸。寒武系共劃分為8個組，包括府君山組、饅頭組、毛莊組、徐莊組、張夏組、崮山組、長山組和鳳山組。其與上覆奧陶系呈整合接觸，與下伏元古界呈不整合接觸。

圖1 冀中坳陷區域位置(A)以及下古生界地層分布(B)Fig. 1 The location of the Jizhong Depression (A) and the distribution of the Lower Paleozoic strata (B)

2 樣品采集與實驗分析

本次研究的樣品來源于華北油田勘探開發研究院的巖心庫及冀中坳陷周緣露頭。對所有樣品制作了巖石薄片。在對白云巖手標本和鏡下觀察的基礎上，選取了38個樣品進行陰極發光分析，54個樣品進行了X射線衍射分析，68個樣品進行了全巖碳氧同位素分析，36個樣品進行了流體包裹體分析。其中流體包裹體選自于中—粗晶白云巖晶體中的氣液兩相鹽水包裹體。

陰極發光、X射線衍射、流體包裹體分析在中國石油大學(北京)油氣資源與探測國家重點實驗室完成。陰極發光使用儀器為CL8200MK5-2陰極發光儀，測試束電壓為17 kV，束電流為500 μA。X射線衍射使用儀器為Bruker D2 Phaser，工作電壓為30 kV，工作電流為10 mA，用CuKα輻射波長測量，2θ角度掃描范圍選取為4.5～50°。流體包裹體使用儀器為Linkam-350型冷熱臺，測溫范圍-196 ℃～350 ℃，溫度精度0.1 ℃，最大加熱/冷卻速率為 30 ℃/min。加熱冷凍過程中設置的控溫速率一般為40 ℃/min，相變點附近速率為4 ℃/min。

全巖碳氧同位素分析在中國科學院南京地質古生物研究所國家重點實驗室完成。儀器為MAT-253同位素質譜儀，分析制樣系統為真空前處理系列；實驗室控制室溫為22 ℃±10 ℃；濕度為50%RH±5%。分析結果采用PDB標準，δ13C和δ18O的測試精度分別為0.03和0.08。

CaO含量(%)、 MgO含量(%)、及Sr含量(ppm)數據收集自華北油田勘探開發研究院，所有樣品來自于巖心。

3 熱液白云巖識別特征

3.1 巖性特征

熱液白云巖主要為中—粗晶白云巖。這類白云巖的白云石晶粒大小在0.2～2.0 mm之間，顏色呈黃灰色、淺灰色，空間上多呈厚層或塊狀層分布。白云石晶形呈半自形或它形，晶粒多呈漂浮菱面體或松散狀的鑲嵌結構，重結晶作用明顯(圖2A)。由于熱液的作用，在中—粗晶白云巖或相鄰的巖層中往往形成一些特殊的礦物，如螢石、閃鋅礦、重晶石、自生石英、鞍形白云石等。這些礦物分布在溶蝕孔洞或溶蝕裂縫中，多呈組合狀出現，是巖石遭受熱液改造的直接證據。通過鏡下的觀察，發現至少有以下4種礦物組合：螢石—白云石組合(圖2A)、閃鋅礦—白云石組合(圖2B)、自生石英—閃鋅礦組合(圖2C)、鞍形白云石—重晶石組合(圖2D)。此外還可以見到一些殘余的斑狀特征(圖2E)。斑狀形態不規則，邊界不明顯且被白云石晶體切割，其內白云石晶體大小懸殊，主要呈他形。中—粗晶白云巖在電性特征方面，具有低的、較平直的自然伽馬值和低電阻率值。

3.2 地球化學特征

不同巖石的陰極發光具有不同的發光強度和發光顏色，它可以反映成巖流體中的一些微量元素(Mn2+和Fe2+)含量的變化，并進而反映礦物在成巖過程中經歷的熱事件[25]。本次研究在陰極發光顯微鏡下分別觀察了泥—粉晶白云巖、粉—細晶白云巖和中—粗晶白云巖的發光特性。結果表明，泥—粉晶白云巖主要發紅褐色光；粉—細晶白云巖主要發橘紅色、橘黃色光，并可見環帶特征；中—粗晶白云巖發暗褐色光(圖2E，圖2F)，發光強度較弱。

X射線衍射分析可以用來確定白云石有序度和CaCO3摩爾含量。白云石有序度反映了與理想白云石(有序度為1)的接近程度[26]。通過對露頭和取心樣品的分析，冀中坳陷泥—粉晶白云巖的有序度在0.48～0.65之間，平均為0.56。粉—細晶白云巖的有序度在0.62～0.86之間，平均為0.75。中—粗晶白云巖的有序度在0.73～0.95之間，平均為0.86(圖3A)。白云石的CaCO3摩爾含量也反映了與理想白云石的接近程度。在理想白云石中, Ca2+離子和Mg2+離子的摩爾濃度各占50%。即白云石的CaCO3摩爾含量越接近50%，它就越接近理想白云石。通過Goldsmith和Graff提出的公式[27]計算，泥—粉晶白云巖的CaCO3摩爾含量為 50.0004%～52.3337%，平均為51.0984%；粉—細晶白云巖的CaCO3摩爾含量為50.0004%～52.0004%，平均為 50.5560%；中—粗晶白云巖的CaCO3摩爾含量為49.6670%～52.6670%，平均為50.3337%。分析結果表明，中—粗晶白云巖具有更高的白云石有序度，和更接近50%的CaCO3摩爾含量。

白云巖的碳氧同位素受白云化過程中的溫度和鹽度的影響。其中碳同位素的變化受不同碳來源的流體和混合流體的影響；氧同位素的變化受海水鹽度和埋藏成巖溫度的影響。埋藏條件下，受地下淡水和高溫的影響，碳氧同位素一般向偏負的方向發展[28]。全巖樣品的碳氧同位素分析表明，中—粗晶白云巖的δ13C較高(圖 3B)，分布范圍為-4.669‰ ～0.366‰ (PDB)，平 均 值 為-1.734‰ (PDB)。δ18O數 值 低， 分 布范 圍 為-9.289‰～ -6.538‰(PDB)， 平 均 值 為-7.798‰(PDB)。與泥—粉晶白云巖和粉—細晶白云巖的δ18O值相比，中—粗晶白云巖的δ18O值明顯偏負，表明受溫度的影響較大。

圖2 冀中坳陷下古生界熱液白云巖的巖石學、礦物學及陰極發光特征(A) 呈鑲嵌結構的中—粗晶白云巖，含有螢石礦物；永清地區Y16井，3235 m，馬四組；(B) 泥晶灰巖中具有縫合線和溶蝕孔，在溶蝕孔中發育有閃鋅礦和白云石；蘇橋地區S4-6井，4826.5 m，馬四組；(C) 泥晶白云巖的溶蝕裂縫中充填有石英和閃鋅礦；蘇橋地區S4-6井，4681.5 m，馬六組；(D) 中—粗晶白云巖中發育有鞍形白云石和重晶石；無極地區Ji4井，2901 m，亮甲山組；(E) 粗晶白云巖中具有殘余斑狀特征；Ji4井，2901 m，亮甲山組；(F) 粗晶白云巖的陰極發光特征(視域同E)Fig. 2 Petrology, mineralogy and cathodoluminescence of hydrothermal dolomite in the Lower Paleozoic, Jizhong Depression(A) With the mosaic structure of medium-coarse-sized crystalline dolomite containing fl uorite; Y16 well in Yongqing area,3235 m, Majiagou IV formation; (B) Stylolites and vugs developed in the micrite limestone, and sphalerite and dolomite developed in the vugs; S4-6 well in Suqiao area, 4826.5 m, Majiagou IV formation; (C) Quartz and sphalerite distributed in the channels of mud-sized crystalline dolomite; S4-6 well in Suqiao area, 4681.5 m, Majiagou VI Formation; (D) Saddle dolomite and barite developed in medium-coarse-sized crystalline dolomite; Ji4 well in the Wuji area, 2901 m, Liangjiashan Formation; (E) Residual porphyritic structures developed in coarse-sized crystalline dolomite; Ji4 well, 2901 m, Liangjiashan Formation; (F) Cathodoluminescence of coarse -sized crystalline dolomite (Same view as E)

CaO含量(%)和MgO含量(%)關系圖可以反映白云巖的成因[29]。如白云巖各個樣品的CaO含量和MgO含量呈線性正相關，則反映白云石是沉積成因的；如呈線性負相關，則反映白云石是交代成因的。從圖中(圖3C)可以看出泥—粉晶白云巖的CaO和MgO含量呈線性正相關，且CaO含量較低，顯示其是沉積成因的；粉—細晶白云巖的CaO和MgO含量呈線性負相關，且CaO含量較高，顯示其是交代成因的；中—粗晶白云巖的CaO和MgO含量呈線性負相關，且CaO含量中等，表明其是交代成因的，發生了重結晶。

Sr元素主要富集在海水中，當其蓄積在沉積物中后，隨著成巖作用的強度增加，Sr元素會不斷的流失，使得Sr含量(ppm)降低[30]。Sr與MgO含量關系圖可以反映成巖作用的強度。冀中坳陷下古生界的碳酸鹽巖整體經歷了較強的成巖改造，在部分石灰巖和白云巖中均具有低的Sr含量。相對其他碳酸鹽巖，中—粗晶白云巖具有最低的Sr含量和最高的MgO含量，顯示經歷了較強的熱液蝕變。

流體包裹體可以反映流體被捕獲時的環境信息，即主晶礦物在形成和演化過程中的物理化學條件和流體環境信息。如伴生蒸氣泡的氣液二相流體包裹體是在高溫(＞50 ℃)高壓的環境下形成的，單相流體包裹體是在低溫(＜50 ℃)的環境下形成的[31]。對白云巖晶體中的流體包裹體顯微測溫，可以獲得關于白云巖形成過程中的溫度和流體性質的信息。冀中坳陷下古生界中—粗晶白云巖的流體包裹體中，多賦存氣—液兩相流體包裹體。包裹體在白云石晶體和白云石生長邊中均有分布。包裹體大多在5～10 μm之間，邊界清晰，形態不一。包裹體清澈透明，里面的氣泡不見明顯的布朗運動。均一化溫度在90 ℃～330 ℃之間(圖4)。

本次研究還收集到了碳酸鹽巖中方解石脈的鹽水流體包裹體數據，數據來源于華北油田勘探開發研究院。對包裹體均一化溫度的統計，顯示包裹體均一化溫度主要在60 ℃～120 ℃之間，部分溫度達到了240 ℃，顯示部分樣品中包裹體的形成環境具有異常高溫。

圖3 冀中坳陷下古生界白云巖地球化學特征(A) 白云石有序度及CaCO3摩爾含量(NCaCO3/%)平均值分布圖；(B) 白云巖碳氧同位素投點圖；(C) MgO — CaO 交會圖；(D)Sr (ppm) 和MgO含量(%)交會圖Fig. 3 Geochemical characteristics of the Lower Palaeozoic dolomite in the Jizhong Depression(A) Cross-plot of the ordering of dolomite and the molar percentage of CaCO3; (B) Cross-plot of Carbon and oxygen isotope values; (C) Cross-plot of MgO(%) and CaO(%); (D) Cross-plot of Sr (ppm) and MgO(%)

3.3 白云巖分布

熱液白云巖的空間分布形態與其他類型的白云巖明顯不同。泥—粉晶白云巖和粉—細晶白云巖多呈層狀分布，且多與潮上坪的地層伴生。而熱液白云巖不同，其多呈塊狀，在下古生界的各個地層中均有分布。與前兩種類型的白云巖相比，其垂向厚度大，可連續分布超過500 m。平面分布范圍相對較小，多小于5 k m，井間難以追蹤。如廊固凹陷的T17井，其張夏組以下近200 m的地層中，石灰巖均被白云化(圖5)，且奧陶系馬四組和馬五組有厚達300 m的白云巖(圖6)。類似還有無極地區的Ji4井(圖5，圖6)。Ji4井自奧陶系馬二組中部以下570 m均為白云巖地層(寒武系未鉆穿，白云巖未見底)。對取心樣品分析表明，其巖性主要為中—粗晶白云巖。

熱液白云巖在發育位置方面也與其他類型白云巖存在差別。發育有熱液白云巖的井均分布在深大斷裂附近(圖7)，這些深大斷裂均為燕山期和喜馬拉雅期以來形成的伸展、走滑斷裂[32]。此外，白云巖的上下地層往往可見有巖漿巖，尤其是在白云巖層上部的古近紀的地層中。

3.4 熱力學背景

印支運動以后，華北地臺解體，進入裂谷盆地的發展階段。在燕山運動、喜馬拉雅運動的影響下，冀中坳陷的構造活動以拉張運動為主，形成伸展斷層和走滑斷層[32]，并在斷層附近形成斷層—節理裂縫系統。有研究表明，華北地臺新生代玄武巖的K-Ar法同位素年齡范圍為28.5～71.1 Ma[33]，時代為古近紀，表明古近紀巖漿活動劇烈。尤其始新世地層中的巖漿巖發育最多，表明這個時期是巖漿活動最強烈的時期。

冀中坳陷的巖漿巖在坳陷各個區域均有分布(圖7)，但單個活動范圍局限[34]。整體來說，巖漿活動規模較小，強度不一，巖漿巖單層厚度一般小于10 m。巖石類型以玄武巖為主，其次為安山巖。由于巖漿活動產生的強烈熱對流以及巖漿對地層的烘烤作用，使得附近地層和流體被加熱。在構造活動和溫度差的影響下，深部流體沿著斷層—裂縫系統向上運移，對周圍巖層產生熱液蝕變作用。

強烈的熱液作用還表現在古近紀的地溫場上，尤其是不同區域的大地熱流值方面?；谌A北油田勘探開發研究院收集的系統穩態測溫數據、試油溫度以及巖心測定的巖石熱導率，根據前人總結的方法[35-37]，對冀中坳陷古近紀的大地熱流值進行了計算，并繪制了大地熱流值等值線圖(圖7)。由于古近紀以后，區域構造格局基本穩定，大地熱流值緩慢降低，因此古近紀的地溫場格局與現代相似[38]。從圖中可以看出，古近紀大地熱流值較高的區域，不僅是深大斷裂交匯部位和構造活動強烈區域，還是巖漿巖和熱液白云巖分布的區域。

圖4 冀中坳陷下古生界中—粗晶白云巖流體包裹體(A)和方解石脈流體包裹體(B)均一化溫度—頻數分布圖Fig. 4 Homogenization temperature histogram of fluid inclusions from medium-coarse-sized crystalline dolomites (A) and calcite vein (B) of the Lower Paleozoic, Jizhong Depression

4 成因分析

4.1 原巖類型

熱液白云巖的晶體粗大，白云石的有序度高，表明其形成于高溫的環境。高的δ18O值，也表明其形成于高溫環境。在空間分布形態上，與泥—粉晶白云巖和粉—細晶白云巖相比，其巖體切穿層位；垂向分布范圍大；平面分布范圍小，井間難以追蹤(5 km的井間距離)；靠近斷裂帶；不伴生潮上環境的成因標志。這些特征表明，它的分布不受地層限制，其成因不受沉積環境的控制。原巖可能是泥—粉晶白云巖或粉—細晶白云巖，或者是未發生白云化的石灰巖。

圖5 冀中坳陷寒武系白云巖垂向分布Fig. 5 The distribution of dolomites in the Cambrian in the Jizhong Depression

4.2 白云化時間

白云巖中可見殘余斑狀結構(圖2E)，根據這些斑塊的形態判斷，這些斑狀結構為云斑發生二次白云化作用而形成。這表明白云化時間發生在固結成巖之后。白云巖的碳氧同位素偏負，也表明在埋藏成巖期，巖石受到了淡水流體和溫度的影響。此外，還可見到縫合線被中—粗晶白云石切割的現象，表明白云化時間發生在巖石深埋藏之后。發育中—粗晶白云巖的部位均在深大斷裂和巖漿巖附近，表明白云化作用與構造活動和巖漿活動密切相關。而這些深大斷裂和巖漿巖主要形成于喜馬拉雅運動早期，因此判斷白云化時間發生在古近紀。

圖6 冀中坳陷奧陶系白云巖垂向分布(圖例見圖5)Fig. 6 The distribution of dolomites in the Ordovician in the Jizhong Depression (legend is shown in Fig. 5)

4.3 白云化流體

下古生界現今埋藏深度多在2000 m以下。以無極地區的Ji4井為例，其奧陶系目前埋藏深度在3500 m左右，為沉積期以來的最大埋深。按地溫梯度計算其地層溫度在120 ℃左右(圖8A)。而從該井中—粗晶白云巖中獲取的流體包裹體的均一化溫度平均為173 ℃，遠大于正常地溫梯度下的地層溫度。與此相似的還有蘇橋地區的S4井(圖8B)，目前奧陶系埋深在4500 m左右，按地溫梯度計算其地層溫度在160 ℃左右，與其包裹體均一化溫度的235 ℃相差甚遠。這些特征表明，白云化作用有熱液的參與。白云巖的厚度達300 m(T17井)，甚至達到570 m(Ji4井)，這不僅需要足夠大的流體通道，更需要足夠多的白云化流體，因此可判斷這種白云化流體主要是構造熱液。并且在裂縫和溶蝕孔洞中分布的螢石、閃鋅礦、重晶石、鞍形白云石、自生石英等礦物組合，更是熱液活動的標志。

綜上所述，熱液白云化作用受構造運動的影響，形成于喜馬拉雅運動早期，即古近紀。在深埋藏階段，由于鎂離子的富集而發生白云化作用。鎂離子主要來源于熱液流體。熱液流體在溫度差異和構造活動的影響下，沿著深大斷裂運移。在運移過程中進入周圍滲透性地層，使得地層中的碳酸鹽巖發生白云化作用。在距離熱液區和深大斷裂較遠的部位，熱液流體的可進入性差，白云化作用就弱。

圖7 冀中坳陷下古生界中—粗晶白云巖分布圖(注：巖漿巖分布數據來自于彭寧等(2010)[34])Fig. 7 The distribution of medium-coarse-sized crystalline dolomites in the Lower Paleozoic, Jizhong Depression Note: the distribution data of magmatic rocks are derived from Peng(2010)[34]

5 油氣儲層地質意義

熱液白云巖在世界各地的油氣田中廣泛存在，并能形成有效的儲層。北美地區的碳酸鹽巖儲層中有一部分就是熱液白云巖儲層[39-43]。國內在塔里木盆地、四川盆地和鄂爾多斯盆地也有熱液白云巖儲層的報道[44-48]。這些熱液白云巖的研究表明，在熱液白云化的過程中，較高的地層溫度使得白云石過度生長，形成的中—粗晶白云石呈鑲嵌狀接觸，晶間孔發育較差。但是熱液白云巖由于靠近斷裂，且白云巖脆性大，因此裂縫發育程度高，會促進巖溶作用的進行。冀中坳陷的中—粗晶白云巖相對于其他類型的白云巖而言，具有較高的孔隙度和滲透率(表1)。

圖8 冀中坳陷Ji4井(A)與S4井(B)下古生界地層埋藏史Fig. 8 Burial history of the Lower Paleozoic in Ji4 well (A) and S4 well (B), Jizhong Depression

表1 冀中坳陷下古生界不同類型白云巖物性對比Table 1 Physical Properties of different types of dolomites in the Lower Paleozoic, Jizhong Depression

熱液白云巖周圍還往往伴生有熱液淋濾石灰巖，并形成高產的油氣藏[10]。熱液淋濾石灰巖與熱液白云巖具有相聯系的成因，同樣分布在基底的伸展斷層、走滑斷層附近。加拿大西部泥盆系的熱液淋濾灰巖往往優先分布于熱液白云巖之上或其兩側[10]。總體來說，石灰巖中的熱液溶蝕作用主要是對原有孔隙的繼承和調整[49-52]。熱液在石灰巖中的作用范圍，受巖石中已有孔、洞、縫分布范圍的控制。

國內外的研究表明熱液儲層的分布與基底深大斷裂有關，尤其是深大斷裂的負花狀構造附近。負花狀構造形成構造低谷，而非構造高部位，因此在油氣勘探中往往被忽視。此外，在斷層相交的部位，會形成一個扇形的轉換拉伸或擠壓區域，有利于熱液蝕變的發生。對于冀中坳陷來說，熱液白云巖還分布在古近紀的巖漿巖附近。其在平面上呈小范圍的點狀分布，在垂向上呈大厚度的塊狀層分布。在油氣勘探過程中，不僅需要對這些部位重點勘查，還可能需要一系列水平鉆井來更為高效的尋找這類儲層[53]。

6 結論

冀中坳陷下古生界發育有熱液白云巖。這種熱液白云巖主要是中—粗晶白云巖，且發育有縫合線和熱液礦物組合。相對于其他類型的白云巖，其垂向厚度大，平面范圍小，分布不受地層的控制，成因與沉積環境無關。此外，在分布位置上與構造活動密切相關，位于拉伸斷裂、走滑斷裂和古近紀巖漿巖附近。

熱液白云巖的白云化時間為古近紀，白云化流體為構造熱液。來源于深部的熱液流體受溫度差和構造運動的驅動，進入滲透性的碳酸鹽巖地層中，從而發生白云化作用。碳酸鹽巖距離斷裂越遠，白云化作用就越弱。

熱液白云巖儲層往往分布于負花狀構造附近，它是一個構造低谷，在油氣勘探中容易被忽視。熱液淋濾灰巖與熱液白云巖伴生，其溶蝕作用主要是對已有孔滲系統的繼承和調整。熱液白云巖及熱液淋濾灰巖是有利的儲集層。