【目的】碳酸盐矿物阴极发光特征与其微量元素及稀土元素含量之间具有密切关系。现有研究主要关注微量元素Mn和Fe对阴极发光的影响,忽视了稀土元素的作用。本研究通过探讨微量元素和稀土元素对碳酸盐矿物阴极发光特征的影响,旨在为推断矿物成因、沉积环境及成岩过程提供地质依据。【方法】采用阴极发光和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,LA-ICP-MS)技术对鄂尔多斯盆地南缘奥陶系中下统的碳酸盐岩样本进行测试,并结合数理统计和分类算法对测试数据进行分析,使用稀土元素常用指标分析成岩流体性质。【结果】基质白云石在阴极射线下发弱—中红色光,具环带发光和均匀发光现象,胶结物白云石Mn和Fe含量高,常为环带发光或不发光;经方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)和Tukey的诚实显著差异检验(Tukey's Honestly Significant Difference Test,Tukey's HSD)事后检验得到Mn、Fe、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb含量和Fe/Mn对碳酸盐矿物阴极发光影响程度较大;不发光组和强发光组较易区分,不发光组一般为碳酸盐矿物的Fe含量大于10 000×10^-6或Mn含量小于40×10^-6,同时Fe含量大于10 000×10^-6的不发光组碳酸盐矿物稀土元素配分曲线富中稀土元素(Middle Rare Earth Element,MREE),而强发光组稀土元素配分常表现为轻稀土元素(Light Rare Earth Elements,LREE)亏损,Fe/Mn比值小的特征,利用微量和稀土元素降维的综合参数与Mn含量的关系可有效地将极弱发光组、弱发光组和中发光组区分;成岩阶段的成岩流体性质影响碳酸盐沉积物组成和矿物成分以及微量稀土元素含量的变化,对碳酸盐矿物阴极发光有直接影响。【结论】结合原位微量元素测试和多种数据处理方法,可以更好地量化微量元素和稀土元素含量对阴极发光强度的影响,对于国内外学者研究阴极发光影响因素具有重要借鉴意义。