川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验.在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析.在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境.低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡...     

贵州早二叠世海相碳酸盐岩稳定同位素组成与玄武岩浆喷发热事件的关系

本文详细讨论了贵州织金地区早二叠世第一旋回海底喷发玄武岩浆对海相碳酸盐岩的碳、氧、锶同位素组成的影响,这主要表现为玄武岩浆喷发热事件导致了碳酸盐岩的δ~(1(?))C、δ~(18)O及~(87)Sr/~(86)Sr值的明显下降。     

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素特征研究

辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13CPDB数值范围-2‰～2‰,δ18OPDB数值范围为-10‰～-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征.在雾迷山组一段中上部,δ13C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起.δ18O的增加为气候变冷和冰川作用的结果.在δ13C为负值的层段,δ18O数值较高.碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关.     

徐州地区下古生界碳酸盐岩的碳、氧同位素研究

在已有的对徐州地区下古生界碳酸盐岩详细岩石学研究基础上，系统测试了碳酸盐岩方解石和白云石的碳、氧同位素组成特征；地球化学和岩石学研究相结合，综合提取了碳酸盐岩碳、氧同位素组成的沉积、成岩地质信息；初步探讨了同位素组成的地层变化及其意义。研究结果表明：碳酸盐岩碳同位素组成特征可以指示沉积环境及其演化，开阔陆表海、灰质障壁砂坝、局限陆表海、潮下带、潮渠、藻坪诸沉积相间碳酸盐岩的δ^13C值表现出规律性变化，碳同位素组成变化曲线上的显著正偏移与海侵有关；碳酸盐岩氧同位素组成对成岩环境及其演化有明显响应，淡水成岩环境、潮上成岩环境、潮间成岩环境、潮下成岩环境和埋藏成岩环境具有不同的碳酸盐岩氧同位素组成特征；徐州地区大北望寒武系剖面地层界线附近都有碳、氧同位素组成变化的特征显示，研究工作证实了徐州地区下古生界同位素地层划分的可行性。     

羌塘盆地半岛湖地区上侏罗—下白垩统礁灰岩地球化学特征和成岩流体性质

半岛湖地区生物礁以发育灰岩为主,包括以造礁生物为主的骨架岩和非礁碳酸盐岩,针对生物礁相碳酸盐岩的显微组构分析和阴极发光分析,测得不同点礁各类礁相碳酸盐岩的常微量元素和碳、氧同位素组成,分别为:35件样品Mn,Sr,Fe元素平均质量分数为129×10-6,270×10-6和1 320×10-6,具有较低的Mn含量、较高的Sr含量、Fe含量,表明在成岩过程中海源流体发挥了主导作用,同时遭受了不同程度的大气淡水成岩流体的影响;碳同位素值变化不大且都为正值,变化区间为1.4‰~3.5‰,平均值为2.61‰;氧同位素值变化区间为-7.4‰~-2.7‰,平均值为-5.25‰,古海水盐度指数Z值变化较小,为126.6~132.7,平均值为130.5。结果表明,成岩流体盐度较高,溶蚀孔洞较为发育的颗粒灰岩和礁灰岩具有相对更低的δ18 O值,晚侏罗—早白垩世时期,羌塘盆地北部大量有机碳被高速埋藏是导致半岛湖地区礁相碳酸盐岩碳同位素值普遍偏高的首要原因。     

海相碳酸盐岩原始氧碳同位素组分随地质历史的变化

稳定氧、碳同位素在碳酸盐岩研究中的应用日趋广泛和深入。在碳酸盐的沉积环境、成岩环境及成岩历史等方面的研究中,氧碳同位素起了重要作用。但是,海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组分(特别是氧同位素)有随地质时代变化的趋势(即所谓的年代效应),时代越老,δ~(18)O值越低(Keith和veuer,1964;Veizer和Hoefs,1976)(图1)。这种趋势在中新生代不明显,在前寒武系及古生代十分明显。这种效应影响稳定同位素对碳酸盐岩沉积、成岩作用的解释,特别是古生代碳酸盐岩。因此有必要搞清引起这种年代效应的原     

西沙群岛晚第四纪碳酸盐岩淡水成岩作用

基于西沙永兴岛上最新钻孔（SSZK1）取得的55.92 m岩芯的 U?Th定年、矿物、薄片、主微量元素及碳氧稳定同位素等资料,开展了西沙群岛晚第四纪碳酸盐岩沉积相和淡水成岩作用的研究。根据不同的矿物组成特征,可将SSZK1钻孔岩芯分为上、中、下三段: 下 段（33.89~55.92 m,主要为低镁方解石）、中 段（18.39~33.89 m,主要为文石和低镁方解石）、上段（0~18.39 m,主要为文石、高镁方解石和低镁方解石）。由于下段碳酸盐岩几乎全为稳定的低镁方解石组成,碳氧同位素值的严重负偏和小幅度变化,可推断其经历了程度较大的淡水成岩作用。中段和上段还存在不稳定的文石和高镁方解石,碳氧同位素值相对下段正偏和高幅高频变化,推测其淡水成岩作用的程度比下段要小。中段碳氧同位素值高幅高频变化同时也说明该段的矿物纵向变化较复杂。这种矿物组成的复杂变化可能是由于晚第四纪海平面频繁变化,该段被大气水渗流带和潜流带交替占据引起的。主微量元素的变化同时受到淡水成岩作用和沉积环境的影响。在中段、下段中可识别出sq1、sq2、sq3、sq4四个完整的相旋回。Na₂O,S,Sr 和碳氧同位素受到的淡水成岩作用而被消耗和负偏,且由于老一期的旋回经历了更长时间的淡水成岩作用,新、老旋回间的 Na₂O,S,Sr含量值和碳氧同位素值有明显差异。利用新、老时期形成的旋回间淡水成岩作用剩余Na₂O,S,Sr含量和碳氧同位素值的差别可以将新、老两个旋回区分开来。     

碳酸盐岩碳同位素地层学研究中数据的有效性

碳酸盐岩碳稳定同位素组成数据能否有效地反应原始大洋的同位素组成是稳定同位素地层学研究成败的关键,因此,如何准确地判断碳同位素比值的有效性成为该稳定同位素地层学研究中的焦点问题之一。碳同位素值有效性受成岩作用、地层缺失、样品处理过程等多方面因素影响,但成岩作用是诸多因素中最普遍、最主要的,因而正确判别碳同位素值可靠性通常也就是对样品及其同位素组成经受成岩改造程度的评定。确保碳同位素测试结果可靠应主要把握前期严格选样和后期数据分析两个重要环节。前期选样包括野外和室内两步,是在宏观尺度上对数据可靠性的把握;后期数据分析则主要是在严格选样的基础上,利用碳(及附带的氧)同位素自身数据特征以及借助Mn、Fe、Sr等微量元素特征从元素级别的微观角度对同位素值有效性做出进一步判别。     

川东南地区石牛栏组碳、氧、锶同位素特征及其地质意义

前人对川东南地区石牛栏组地层已进行了大量的研究工作,但有关同位素地球化学方面的研究尚未见报道。本区石牛栏组沉积成因碳酸盐岩的碳同位素值与前人的研究结果一致,而氧同位素值则有所偏低;白云岩δ^13C值低,δ^18O值高,反映受成岩环境的影响较明显;裂缝中方解石的碳、氧同位素组成分布于两个不同的区间,说明不同期次裂缝充填物形成时的流体性质发生了明显的变化;沉积成因碳酸盐岩具异常低的锶同位素值,与前人研究结果有明显的差异,推测是受贫87Sr同位素的成岩流体的影响;晚期裂缝充填物锶同位素比值较高,也表明它们受到了地表淡水的影响。     

江苏栖霞山铅锌多金属矿床深部碳-氧-锶同位素地球化学特征及其指示意义

以栖霞山铅锌多金属矿床深部找矿钻孔岩心为对象,开展碳-氧-锶同位素地球化学研究。结果表明,栖霞山矿床矿石样品δ13CV-PDB同位素值为-5.1‰～1.9‰,且由浅部至深部,矿石样品的δ13C、δ18O值处于增大的趋势,指示成矿流体中的碳起源于碳酸盐岩、源自地幔和岩浆的深源碳。对锶同位素的研究显示,栖霞山矿石~(87)Sr/~(86)Sr值为0.704816～0.71405,部分大于矿体围岩黄龙组灰岩的~(87)Sr/~(86)Sr值(0.708329～0.709685),部分小于矿体围岩黄龙组灰岩的~(87)Sr/~(86)Sr值,并与不同来源的Sr同位素对比,揭示栖霞山矿石中Sr兼具基底地层Sr和幔源Sr的混合来源特征,且在围岩蚀变过程中~(87)Sr/~(86)Sr的变化应主要由成矿流体引起。结合本区成矿地质特征认为,栖霞山矿床成矿流体可能来自花岗岩的期后热液,在热动力作用下,流经元古宇基底地层,形成具有混合物质来源的成矿流体,成矿作用过程主要为成矿流体与围岩碳酸盐岩发生水-岩反应所致。     

塔里木盆地塔北、塔中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中鞍形白云石胶结物特征

通过对塔里木盆地中、北部地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩的研究,发现鞍形白云石胶结物发育比较普遍,常见于孔洞或裂缝之中,乳白色,晶体粗大,晶面弯曲或呈阶梯状,镜下波状消光,晶体内部常见微裂缝,常与热液矿物共生。本文对28个鞍形白云石样品进行了碳、氧、锶同位素测试,结果显示鞍形白云石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别介于-2.446‰～0.686‰和-9.101‰～-5.117‰之间,~(87)Sr/~(86)Sr值介于0.708 6～0.710 2之间;流体包裹体测温分析表明,鞍形白云石中气—液两相包裹体的均一温度(T_h)介于121～159.5℃之间,但集中分布在135～145℃之间;根据最后冰融点温度(T_m)求得的白云岩化流体盐度介于21.3%～23.1%之间。这些数据表明,该类型白云石形成于热卤水(盐度是海水的5～8倍)之中。塔里木盆地鞍形白云石与世界范围内其它盆地的鞍形白云石的碳、氧同位素特征基本相似,但其~(87)Sr/~(86)Sr值相对偏低。导致这一现象的原因可能是鞍形白云石形成于来自深部的岩浆热液流体之中,这些流体伴随岩浆侵位或通过切穿基底的深大断裂及其与之相连的次级断裂系统从深部直接进入碳酸盐岩地层中,未经过碎屑岩输导层的长时间运移,所以导致其中形成的鞍形白云石~(87)Sr/~(86)Sr值偏低。     

塔里木盆地构造热液白云岩及其储层意义

野外露头和岩心资料表明,塔里木盆地下古生界广泛分布与构造活动有关的热液白云岩化作用。这种构造热液白云岩化作用有其特有的岩石学特征和地球化学特征,以鞍形白云石和自形白云石为标志,多表现为裂缝和孔洞填隙物,具有粗晶结构;流体包裹体具有较高的均一温度和盐度,地球化学上具有较轻的碳氧同位素值,与围岩(白云岩)有一定范围的重叠;锶同位素放射性不明显,表现出亲源性特征。塔里木盆地下古生界构造热液白云岩与西加盆地泥盆系热液白云岩区别明显。塔里木盆地二叠纪广泛发育的岩浆热事件可能是构造热液白云岩的主要成因。与构造热液白云岩有关的储层多是优质储层,其分布与断裂、不整合密切相关,是油气勘探的有利目标。     

鄂尔多斯盆地马家沟组中组合马五_5亚段白云岩特征及成因机理

通过对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段白云岩的岩石学和地球化学研究表明,主要岩性有泥晶白云岩、泥粉晶白云岩和粉晶白云岩等三类。泥晶白云岩类为泥晶结构,阴极发光为暗红光,白云石有序度低;Na、K和Sr值较高;δ~(13)C平均-1.23‰,δ~(18)O平均-7.59‰,锶同位素平均值0.709 81,形成于闭塞局限、盐度相对较高的环境,由准同生白云石化作用所形成,并发育少量晶间微孔。泥粉晶白云岩类为泥晶—细粉晶结构,不发光或发极暗的红光,白云石有序度0.75;常量元素、微量元素大幅降低;δ~(13)C和δ~(18)O的平均值分别是-0.43‰和-7.29‰,锶同位素平均值0.709 36,由准同生后回流渗透白云石化作用所形成,并发育晶间孔。粉晶白云岩不发光或发极暗红光,白云石有序度0.81;常量元素、微量元素有明显的突变;δ~(13)C和δ~(18)O平均值分别为-0.65‰和-6.46‰,锶同位素平均值0.709 67,由埋藏白云石化作用所形成,并发育晶间扩溶孔或溶蚀孔。     

塔里木盆地下奥陶统白云岩化流体来源的地球化学分析

塔里木盆地是中国重要的含油气盆地,其中奥陶系白云岩是主要储层之一,然而有关白云岩成因的问题众说纷纭,其中的关键是对于白云岩化流体性质的认识不一。元素地球化学和同位素测试分析表明,白云岩的稀土元素来源大部分继承原始灰岩,具有与海水类似的配分特征,只不过稀土元素的含量明显增高了;Sr、Ti含量和Sr/Ba比值较高,且Sr和Mn都具典型的埋藏演化特征;碳、氧同位素分布于正常海相范围内,与典型的埋藏白云岩特征类似;在局部发育一些与断裂相关的铁(锰)白云岩和鞍状白云岩,显示明显的Eu正异常,具相对较高的Fe-Mn-Ba-Si(-Zn-Pb)元素含量及Sr/Ba比值。分析结果说明塔中和塔北下奥陶统的白云岩化流体主要为正常或浓缩了的海水,白云岩形成于准同生和/或埋藏环境,局部发育与断裂相关的热液白云岩,而前人强调的大气淡水或混合水作用对白云岩的形成并不重要。     

Characteristics and Dolomitization of Upper Cambrian to Lower Ordovician Dolomite from Outcrop in Keping Uplift, Western Tarim Basin, Northwest China

Late Cambrian to Early Ordovician sedimentary rocks in the western Tarim Basin, Northwest China, are composed of shallow-marine platform carbonates. The Keping Uplift is located in the northwest region of this basin. On the basis of petrographic and geochemical features, four matrix replacement dolomites and one type of cement dolomite are identified. Matrix replacement dolomites include (1) micritic dolomites (MD1); (2) fine–coarse euhedral floating dolomites (MD2); (3) fine–coarse euhedral dolomites (MD3); and (4) medium–very coarse anhedral mosaic dolomites (MD4). Dolomite cement occurs in minor amounts as coarse saddle dolomite cement (CD1) that mostly fills vugs and fractures in the matrix dolomites. These matrix dolomites have δ18O values of ?9.7‰ to ?3.0‰ VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite); δ13C values of ?0.8‰ to 3.5‰ VPDB; 87Sr/86Sr ratios of 0.708516 to 0.709643; Sr concentrations of 50 to 257 ppm; Fe contents of 425 to 16878 ppm; and Mn contents of 28 to 144 ppm. Petrographic and geochemical data suggest that the matrix replacement dolomites were likely formed by normal and evaporative seawater in early stages prior to chemical compaction at shallow burial depths. Compared with matrix dolomites, dolomite cement yields lower δ18O values (?12.9‰ to ?9.1‰ VPDB); slightly lower δ13C values (?1.6‰–0.6‰ VPDB); higher 87Sr/86Sr ratios (0.709165–0.709764); and high homogenization temperature (Th) values (98°C–225°C) and salinities (6 wt%–24 wt% NaCl equivalent). Limited data from dolomite cement shows a low Sr concentration (58.6 ppm) and high Fe and Mn contents (1233 and 1250 ppm, respectively). These data imply that the dolomite cement precipitated from higher temperature hydrothermal salinity fluids. These fluids could be related to widespread igneous activities in the Tarim Basin occurring during Permian time when the host dolostones were deeply buried. Faults likely acted as important conduits that channeled dolomitizing fluids from the underlying strata into the basal carbonates, leading to intense dolomitization. Therefore, dolomitization, in the Keping Uplift area is likely related to evaporated seawater via seepage reflux in addition to burial processes and hydrothermal fluids.     

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩成因

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩广泛发育,岩石类型复杂多样,主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、残余灰质白云岩、藻云岩、亮边雾心白云岩、环带白云岩及少量膏云岩等结构类型。白云岩交代现象明显,δ18O普遍为中—高负值（-3.2‰～-8.7‰）;δ13C值基本为低中负值（-3‰～-0.77‰）,Z值大多集中在118～123...     

塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征

使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试, 并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS) 对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析, 及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析, 对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势, 得出了如下认识: (1) 塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致, 具有随时间下降的总体趋势, 这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关, 说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素; (2) 塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当, 说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水, 且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律, 说明与海平面变化有关; (3) 塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高, 其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值, 且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势; (4) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大, 反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相, 但也有深水相, 白云岩化对其影响不大; (5) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大, 反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水, 但也有混合水, 白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩.      

塔深1井寒武系白云岩储层同位素流体地球化学示踪

通过对塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起东部塔深1井寒武系白云岩岩石学特征及成岩成因分析,影响塔深1井寒武系地层流体改变主要成岩有准同生期、埋藏期和后期热液改造期等.塔深1井寒武系白云岩及充填孔、洞、缝内方解石的氧、碳、锶同位素地球化学特征表明:准生期白云岩δ~(13)C_(PDB)值(0.9‰～1.8‰)偏正、δ~(18)C_(PDB)值(-10.1‰～-4.2‰)偏负反映准同生期泥微晶白云石成因属于高盐度的海水使得碳酸盐泥发生白云石化;埋藏期白云岩碳、氧随重结晶作用加强,白云岩晶粒由细向粗变化值随埋深增加,由于同位素分馏作用而偏负,δ~(18)C_(PDB)值(-10.02‰～-5.7‰)呈明显的下降,但δ~(13)C_(PDB)值(-1.4‰～0‰)组成变化不大;后期热液白云岩在热液作用下δ~(18)C_(PDB)值普遍低于-10‰(δ~(18)C_(PDB)/‰-13.1～-9.4,δ~(13)C_(PDB)/‰-2～-0.647);基质方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.1‰～-10.13‰,δ~(13)C_(PDB)值为-1.48‰～-1.62‰;充填孔洞缝粗-巨晶方解石δ~(18)C_(PDB)值为-10.89‰～-14.28‰,δ~(13)C_(PDB)值为-2‰～-3.09‰,反映准同生期→埋藏期→后期热液晶粒大小由泥微晶→细晶→中晶→粗晶氧碳同位素值逐渐变小偏负,据~(87)Sr/~(86)Sr(0.707 284～0.746 888)值均远高于现今海洋中海水的锶同位素组成(0.708)及围岩的锶同位素(0.707 284),说明鞍形白云石以及方解石结晶时的孔隙流体不是残余在岩石孔隙中的同生期海水,而是外来的富含锶的流体,也就是深部热液流体.渗透回流白云石化、埋藏白云石化和高温热液白云石化等特征表明白云岩形成于超盐度、埋藏和高温热液等3种不同的环境,因此影响储层形成与分布,从而影响对白云岩的勘探.     

塔里木盆地塔中地区上寒武统三种截面特征白云岩的岩石地球化学特征与成因研究

塔里木盆地寒武系白云岩分布范围广,厚度大,是非常重要的油气储层。研究以塔中地区上寒武统白云岩为对象,试图通过岩石学与地球化学分析方法探讨白云岩的成因问题。塔中地区上寒武统白云岩可划分为雾心亮边型自形粒状细晶白云岩、洁净明亮型自形粒状粗晶白云岩、截面污浊型自形（他形）粒状白云岩;岩石学分析表明,雾心亮边型白云岩可能为两世代交代产物,洁净明亮与截面污浊型白云岩为单世代交代产物。雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩的Mg/Ca摩尔比变化在在0.76～0.93之间,截面污浊型他形粒状白云岩Mg/Ca比平均值最高,指示其演化程度较高;雾心亮边型白云岩与洁净明亮型白云岩皆表现出核部富Mg、边部富Ca特征,指示亮边部分云化流体中大气水的含量更高。雾心亮边型白云岩、截面污浊型自形粒状白云岩与截面污浊型他形粒状白云岩平均有序度值分别为0.51、0.6、0.69,指示了雾心亮边型白云岩交代速度较快,截面污浊型他形粒状白云岩由于受到了热作用导致其具有高的有序度与演化程度。雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩富集Rb、Th、Ti等元素,稀土元素配分模式呈平缓右倾特征,体现了蒸发海水特征;雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩的δ13C值变化为-2.5‰～-1.0‰,δ18O值变化为-8.3‰～-5.4‰,指示了白云岩形成于低温环境,交代流体为蒸发海水,同时雾心亮边型白云岩低δ18O特征反映了大气水的参与;雾心亮边型白云岩与截面污浊型白云岩87Sr/86Sr比值变化在0.708 835～0.709 204,与古海水一致。因此,雾心亮边型白云岩为两世代交代产物,第一世代交代雾心,交代流体以蒸发海水为主,第二世代为亮边,交代流体以海水与大气水混合为主;洁净明亮型白云岩为由海水与大气淡水组成的混合水云化的产物,只是核部交代期混合水中海水比例高,边部交代期混合水中大气水混合比例高;截面污浊型则由蒸发海水交代形成,他形粒状结构白云岩为自形粒状白云岩经热改造而成,导致了其具有较高的有序度与87Sr/86Sr比值。     

Dolomitization by penesaline sea water in Early Jurassic peritidal platform carbonates, Gibraltar, western Mediterranean

Peritidal carbonates of the Lower Jurassic (Liassic) Gibraltar Limestone Formation, which form the main mass of the Rock of Gibraltar, are replaced by fine and medium crystalline dolomites. Replacement occurs as massive bedded or laminated dolomites in the lower 100 m of an ≈460‐m‐thick platform succession. The fine crystalline dolomite has δ¹⁸Ο values either similar to, or slightly higher than, those expected from Early Jurassic marine dolomite, and δ¹³C values together with ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios that overlap with sea‐water values for that time, indicating that the dolomitizing fluid was Early Jurassic sea water. Absence of massive evaporitic minerals and/or evaporite solution‐collapse breccias in these carbonate rocks indicates that the salinity of sea water during dolomitization was below that of gypsum precipitation. The occurrence of peritidal facies, a restricted microbiota and rare gypsum pseudomorphs are also consistent with penesaline conditions (salinity 72–199‰). The medium crystalline dolomite has some δ¹⁸Ο and δ¹³C values and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios similar to those of Early Jurassic marine dolomites, which indicates that ambient sea water was again a likely dolomitizing fluid. However, the spread of δ¹⁸Ο, δ¹³C and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values indicates that dolomitization occurred at slightly increased temperatures as a result of shallow (≈500 m) burial or that dolomitization was multistage. These data support the hypothesis that penesaline sea water can produce massive dolomitization in thick peritidal carbonates in the absence of evaporite precipitation. Taking earlier models into consideration, it appears that replacement dolomites can be produced by sea water or modified sea water with a wide range of salinities (normal, penesaline to hypersaline), provided that there is a driving mechanism for fluid migration. The Gibraltar dolomites confirm other reports of significant Early Jurassic dolomitization in the western Tethys carbonate platforms.