通常在侵蚀不整合或埋藏后表生风化条件下，由于硬石膏（或石膏）或黄铁矿的溶解产生含SO₄^2-溶液，它可从白云石中夺取Mg²⁺带走而沉淀方解石，结果导致白云石被方解石交代。去白云石化过程主要是在富含硫酸盐的地下水作用下进行的，硫酸盐离子能从白云石中吸取镁形成硫酸镁和方解石。其反应式如下：

CaMg（CO₃）₂+CaSO₄·2H₂O→2CaCO₃+MgSO₄+2H₂O

由去白云化作用形成的次生方解石粗大，多呈不规则状，有时可见白云石菱面体之假晶。去白云化作用形成的石灰岩称为次生石灰岩，交代完全时可形成交代石灰岩。次生石灰岩一般具有粗粒和中粒结构，常呈透镜状和树枝状出现于白云岩中。在埋藏条件下，由于富钙的热卤水沿上倾方向运移到白云岩储层中，也可产生去白云石化的实例。去白云石化的方解石或许受烃类派生的二氧化碳的影响，也可溶解产生次生孔隙。