寒武系海相碳酸盐岩地层是塔里木盆地深层油气勘探的关键层位,本论文针对塔里木盆地西北部柯坪地区肖尔布拉克剖面的下中寒武统地层,通过微观观测分析了地层的常量元素、微量元素、稀土元素、总有机碳含量(TOC)以及碳氧同位素数据,对目的层碳酸盐岩形成的沉积环境、海平面的高度变化等方面进行了探讨。此外,本论文还分析了全球背景下碳同位素的地层相关性和负漂移,结果显示寒武系玉尔吐斯组、肖尔布拉克组、沙依里克组的碳酸盐岩富含在缺氧环境下沉积的V、Ni、Cu等指示氧化还原环境的元素。但玉尔吐斯组和吾松格尔组的地球化学特征显示,其顶部为亚氧化氧化环境。这可能是因为氧化还原环境受海平面高度的变化控制。中上玉尔吐斯组和沙依里克组揭示古生产力水平的Al/Ti参数高于肖尔布拉克组和吾松格尔组。目的层段稀土元素曲线分布相对平缓,表现为轻稀土元素较少而较重稀土元素富集,指示开阔的海相沉积环境。在玉尔吐斯组和沙依里克组中可以发现?Eu的正异常,指示了热液活动比较活跃。本次研究还观察到两个显著的δ¹³C负漂移事件:发育于下-中寒武统边界的“REOCE”事件发育于肖尔布拉克组下部的“CARE”事件。微量元素和碳同位素数据表明,导致δ¹³C负漂移的原因可能是由全球海平面上升引起的底部贫¹³C的缺氧水体上涌。研究区内的δ¹³C负漂移可以与全球范围内其它区域的“REOCE”事件及“CARE”事件对比,并可以作为地层对比的依据。TOC和微量元素数据表明玉尔吐斯组的泥岩和沙依里克组的碳酸盐岩可能是两套潜在的烃源岩。