本文以沉积学、储层地质学、地球化学为理论基础,通过对岩心、薄片、扫描电镜、阴极发光等方面的分析,对塔里木盆地玉北地区蓬莱坝组的沉积相、储层特征、成岩作用等方面进行了研究,取得了如下成果:(1)蓬莱坝组沉积期研究区为局限台地相,可进一步分为泻湖、潮坪、台内滩亚相,玉北5井岩心出现的渗流豆、碴状层、帐篷构造等暴露标志表明蓬莱坝组曾经短期暴露,也证明了鹰山组与蓬莱坝组之间的T78界面为不整合面。(2)白云岩类为蓬莱坝组最主要的岩石类型,根据岩石结构特征与特殊构造可分为细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩、(残余)颗粒白云岩、藻纹层白云岩,其中以中晶白云岩的储集性能最佳。晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞以及构造裂缝是玉北地区最主要的储集空间。泥晶化、溶蚀、压溶、重结晶、破裂、白云石化作用为研究区建设性的成岩作用;胶结、压实、充填、热液作用等对储层发育不利,为破坏性成岩作用。(3)通过对蓬莱坝组溶孔方解石充填物、缝洞白云石充填物、裂缝方解石充填物的碳氧同位素分析发现,14组数据中有9件样品的碳同位素值低于早奥陶世的最低值-1.5‰;在11件缝洞方解石充填物样品中,有10件的δ18O介于-10.1‰~-14.4‰,平均为-12.9‰,显著低于早奥陶世正常海相碳酸盐岩的值,同时也低于鞍形白云石的氧同位素组成,高负特征明显,表明大气淡水是参与成岩作用的重要流体。(4)优质储层受沉积相、成岩作用、构造运动共同控制。局限台地内的台内滩相为白云岩储层的发育提供了较好的物质基础。与T78界面相关的大气淡水作用是优质储层形成的关键因素,后期白云石化作用有利于孔隙的保存。此外,和田古隆起的发育演化为大气淡水淋虑提供了一定的条件,构造运动所形成的断裂及构造裂缝,增加了水与碳酸盐岩的接触面积,增加了溶蚀范围,是良好的流体渗滤通道。