1.石灰岩的成因
近20多年来对现代碳酸盐沉积物的研究表明，它们主要由海相生物的硬体组成，因此认为石灰岩主要是由生物作用造成的。许多生物一方面可以分泌CaCO3组成自身的骨骼,死亡后形成各种粒屑、生物骨架和部分泥晶方解石，另一方面又可以通过光合作用吸取水中的CO2，使CaCO3达到过饱和而沉淀。海洋中的许多文石泥晶可能是通过这种作用形成的生物的生长和繁殖需要适宜的环境，现代热带和亚热带的温暖、清洁的浅海地区，最适合于各种钙质动植物的生长，因此现代碳酸盐沉积物主要是在这些地区内形成的。
真正化学沉积的碳酸钙，可能较少，一般认为鲕粒、石灰华以及干旱地区强烈蒸发盆地内的文石泥晶可能是化学沉淀的。过去人们曾经认为那些极细粒的泥晶灰岩是化学成因的，但近年来经高倍电子显微镜的研究，发现许多泥晶灰岩是由颗粒极细的微体和超微体化石如颗石藻)组成的。
在深海和半深海环境中，也有一些碳酸盐沉积，它们主要是由浮游的有孔虫、翼足类等微体生物及漂浮藻类(如颗石藻)等组成。深海碳酸盐沉积只能出现于一定的深度位置以上，因为随着海水深度的增加，海水的温度将逐渐降低，压力逐渐加大，CO2的含量会逐渐升高，因而会使CaCO3在海水中的溶解度随海水深度增加而增大，因此在海水深处(一般为水深超过200m)CaCO3,是不饱和的，故从海水表层沉积下来的浮游钙质生物的遗体在深部海水中将被逐渐溶解。碳酸钙在海洋中能够堆积的最大深度称为碳酸钙的补偿深度(CCD)，在这一深度以上可有碳酸钙堆积，超过这一深度则没有堆积。碳酸钙的补偿深度在不同的海洋中是不一样的，它与该区钙质生物生长的数量有关，一般大约为4000m左右，但在南极地区则不到1000m。
波浪、潮汐和水流的机械作用，可以破碎已形成的碳酸盐沉积物，并使它们被短距离地搬运和再沉积，对碳酸盐沉积物的结构和分布发生很大的影响。例如，在水动力条件强的地区常形成颗粒较粗的粒屑亮晶灰岩，在水体比较平静的地区多形成微晶灰岩。
2.白云岩的成因
在古代的地层中常有白云岩，而且自震旦纪以来，地层愈老其白云岩的含量愈高。在现代沉积物中也发现有白云石，但数量很少。人们经过多年的研究还发现，在古代的白云岩和现代的沉积物中，许多白云石都是交代早先存在的碳酸钙矿物而形成的，加之在常温常压条件下人工合成白云石的试验一直没有取得成功，因此，现在多数人认为，如果不是全部的话，至少也是大部分白云岩都是交代作用形成的，即是白云石化作用的结果。最近几十年来，人们在一些地方的沉积物发现了数量不多的白云石，如波斯湾南岸、澳大利亚的库隆潟湖、加勒比海的巴哈马滩、委内瑞拉的匹克密尔潟湖、美国大盐湖、哈萨克斯坦的巴尔喀什湖等。这些地区的白云石形成条件有三个共同点:①白云石形成于出露的潮坪沉积物中或极浅的水中;②沉积物的结构情况证明这些白云石是交代已有的碳酸钙矿物而成的;③形成白云石的水溶液具有很高的Mg/Ca比值(1~100)，一般为10~20(河水 Mg/Ca比值为0.46，海水为5.2)，这说明通过沉积物孔隙并使之白云石化的水体是富含Mg的。
白云石化需具备两个条件，其一是要有合适的化学成分的水溶液，其二是要有促使足够数量的这种水溶液通过沉积物孔隙的环境。
一些学者根据现代白云石形成的环境条件，提出了一些符合上述两个要求的白云石化作用模式，其中最著名的是渗滤回流作用和蒸发泵汲作用模式。
◎渗滤回流作用:这一假说认为白云石化作用是在潟湖内形成的，当潟湖水体因蒸发作用已达到石膏的沉淀点时，其浓度已超过正常海水的3倍，这一浓度将把水体的Mg/Ca比值提高到8.4以上。这种浓缩了的卤水将因其密度较大而向下渗流到早期的沉积物中，并使之发生白云石化。
◎蒸发系汲作用:许靖华和塞根萨勒(J.Hsu&Siegenthaler，1969，1975)对波斯湾南岸阿布扎比附近的潮上盐坪(萨布哈)的白云石沉积物进行研究后，提出一个白云石化作用的机理，称为「蒸发泵汲」作用。他们认为，在一个气候干旱、蒸发量很大的潮上带内,强烈的蒸发作用，会像泵一样驱使沉积物中的水溶液向上运动，并使之逐渐浓缩，沉淀出石膏和其他盐类矿物，从而使水中的Mg/Ca比值提高，因而交代其所通过的碳酸钙沉积物而形成白云岩。海水是从邻近的潟湖通过特大潮泛滥于潮上带时带来的。
◎混合水白云石化模式:混合水白云化模式由Badiozamani(1973)提出。其理论依据是:当混合液为5%的海水和95%的大气水时，白云石已经饱和，但方解石不饱和;在混合液为30%的海水和70%的大气水时，白云石已经过饱和许多倍，但方解石仍然不饱和;因此，在海水为5%~30%的混合液范围内，将发生方解石被白云石交代的作用。就此Badiozamani(1973)提出了混合水白云化模式，并用这一模式很好地解释了美国威斯康星中奥陶统的构造高地上与蒸发岩无关且具大气淡水成岩环境标志的白云岩的成因。此后，有很多学者用这一模式解释与蒸发岩无关而与陆表海陆棚或构造高地共生的白云岩的成因Eriksson &Warren,1983;Sears & Lucia, 1980;Xun & Fairchild, 1987; Muchez & Viaene.1994)。
