地学界将深海中发现的热泉和在近大陆地区发现的冷泉称为20世纪最后25年中最重要的发现。冷泉碳酸盐岩是古代冷泉发育的重要标志之一。经过野外地质考察，发现在西藏南部日喀则弧前盆地海相白垩系中广泛出露冷泉碳酸盐岩。本文着重研究了日喀则冷泉碳酸盐岩的形态学、矿物学、元素地球化学和同位素地球化学特征，揭示了其所蕴含的古海洋意义。西藏日喀则弧前盆地冷泉碳酸盐岩时代上属于晚白垩世赛诺曼期。冷泉碳酸盐岩主要呈柱状和管状，其直径在5-9cm之间，长在8-15cm之间，具微晶和泥晶结构，同心环状或致密块状构造。主要由方解石组成，可见少量的生物壳体和黄铁矿，黄铁矿以草莓状最为发育。冷泉碳酸盐岩的δ¹³C值远低于同时期海洋碳酸盐值，一般在-7.89^-13.61‰之间，推断其碳源为甲烷气体。另外，对围岩进行碳同位素测定与CaCO₃含量的测定可看到冷泉碳酸盐岩结核附近的围岩的δ¹³C值与CaCO₃含量有负相关的关系。故认为甲烷在渗漏过程中氧化产生的CO₃^2-与围岩孔隙中游离的Ca发生反应产生CaCO₃，而影响了围岩的物质成份。故围岩中CaCO₃的碳源也是CH₄。冷泉碳酸盐岩的δ18O值为-11.14^-13.97‰，其与风化程度有较好的相关性，故无法利用它来判断当时的古海水信息。冷泉碳酸盐岩呈现自生元素Ca和Si的含量和从外缘到核心逐渐增多，而陆源成因的元素，如Fe、Al、K等元素含量从外缘到中心逐渐降低，这一结果说明冷泉碳酸盐岩中心受围岩影响较弱，而在其边部受到围岩的混合作用较强。样品中常见草莓状黄铁矿，同时氧化还原敏感性元素Cr越到核部含量越多，Mn为越到核部含量越少，推断冷泉碳酸盐岩形成时其整体是一个还原环境，但是还原性程度有时会发生变化。在上述研究基础上，本文提出了西藏日喀则冷泉碳酸盐岩的形成模式。本文的研究对晚白垩世赛诺曼期东特提斯洋海底甲烷的渗漏活动提供了证据，并认为它对晚白垩世赛诺曼期的极端温室气候以及大洋缺氧事件有一定影响，但还需要更多地质证据和更精确的年代学约束才能揭示其与其它重大地质事件之间的联系。