了解砂岩型铀矿床的多相成矿机制仍是经济地质学领域的一项重大挑战。为解决这一问题,我们对柴达木盆地冷湖矿床不同氧化还原带中的101个钻孔岩芯样品进行了全面的矿物学(扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射(XRD))和地球化学(碳硫含量、碳-氧-硫同位素、铀价态和铀的赋存形态)分析。研究结果揭示了单相古氧化流体成矿系统的演化过程。研究结果表明,有机质和矿物通过三个不同阶段对流体演化作出响应:(1)成矿前阶段:在氧化带,有机质被氧化和溶解(总有机碳(TOC)损失17.78%),而在过渡带,强酸沉淀导致TOC富集(388.63%),同时发生高岭土化、氧化铁蚀变和方解石溶解。(2)成矿阶段:铀最初被吸附(83.68%与有机质或黄铁矿结合),然后被还原(80.29%为U4+),主要在有机质中形成铀石,其次在星点状黄铁矿周围形成沥青铀矿。(3)成矿后阶段:过渡带中方解石(258.69%总碳(TIC))和黄铁矿(938.03%总硫(TS))的富集表明流体活动停止。黄铁矿中显著的负δS-34变化(-47.8‰至-12.2‰)和方解石中δC-13变化(-19.70‰至-10.70‰)表明,铀富集发生在微生物介导的还原环境中,而非通过直接生物还原。成矿流体的演化分为四个阶段,其中铀沉淀发生在第三阶段的弱酸性和弱还原条件下。低温(<50℃)地下水和含煤碎屑岩之间的相互作用促进了有机结合态铀的长距离迁移和高浓度富集。本研究阐明了复杂的地球化学相互作用,并强调了有机、无机和微生物过程的协同作用,为理解类似矿床中的多相成矿提供了参考框架。