准噶尔盆地东缘喀木斯特地区中侏罗统头屯河组底部砂体是砂岩型铀矿重要的赋矿层位。采用ICP-MS对准噶尔盆地东缘喀木斯特地区中—晚侏罗世西山窑组、头屯河组、齐古组、喀拉扎组不同层位的33件细碎屑岩样品进行微量、稀土元素测试,探讨西山窑组、头屯河组、齐古组、喀拉扎组氧化-还原条件、源区构造背景及古气候演化对铀成矿的影响。研究发现,样品的相对B含量、Sr/Ba、V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co等组合指示,西山窑组、头屯河组、齐古组、喀拉扎组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境;Fe²⁺/Fe³⁺指示西山窑组成煤、成岩形成原生还原层,头屯河组上段与齐古组红层为强氧化环境。西山窑期—喀拉扎期,Sr/Cu、FeO/MnO、Al₂O₃/MgO等比值总体反映古气候经历了温暖潮湿—干湿交替—半干旱、干旱的转变过程;西山窑组顶部与头屯河组底部为干湿转换的关键时期;CIA、ICV指数反映头屯河组上段、齐古组、喀拉扎组具有构造环境相对稳定的物源区,西山窑期和头屯河早期,准噶尔盆地周缘构造活动性增强。沉积岩构造环境判别图解显示,喀木斯特地区西山窑组、头屯河组、齐古组、喀拉扎组沉积物源主要来自上地壳长英质火成岩源区,同时具有一定量的大陆拉斑玄武岩的混合,其以大陆岛弧构造背景为主,部分物源显示大陆边缘构造背景。综上所述,西山窑期—头屯河期古气候和富氧古水体转变对喀木斯特地区砂岩型铀大规模成矿作用有着重要的指示意义。