铀资源作为我国核电与核武器的原料,对于清洁能源和国防都起着不可忽视的作用。我国对于铀矿的勘探也十分重视,最近二十几年我国在北方砂岩型铀矿勘探取得了重大突破,鄂尔多斯盆地成果尤为显著。鄂尔多斯盆地面积约30×104km2,内部资源丰富,油气、煤炭、铀资源等。盆地的东北部和北部已经发现了数个大型铀矿,而对于西南缘的勘探依然缺乏,成果不多。最近鄂尔多斯西南缘的铀矿勘探得到了加强,初步发现了一个新型铀矿,勘探还在继续当中。本文研究针对鄂尔多斯盆地的西南缘的彭阳地区开展了砂岩型铀矿的探测研究。在《北方砂岩型铀矿能源矿产基地深部探测技术示范》和《鄂尔多斯盆地泾川铀矿深部资源增储示范》项目资助下,收集了彭阳地区地震、油气、地质、重力等资料,针对铀矿目的层洛河组进行一系列的地球物理综合研究,通过对研究区的地震资料进行处理解释和综合反演,结合区内重力资料的三维反演,地质资料及钻井资料的解释,最后对铀矿目的层进行三维建模并指出有利的含铀层位,研究取得了以下几点成果和认识:(1)通过对震资料进行了瞬时振幅、瞬时频率等属性的提取,分析了解含矿与非含矿层信息,确定了含矿层在地震剖面中的位置和频率响应特征;通过重力资料分析,特别是剩余重力异常和重力场刻痕分析处理,获取了研究区的断裂展布。(2)在地球物理资料处理分析的基础上,结合研究区地质及钻井等资料,设计了构造分析流程,得到了洛河组构造特征及砂体分布状况,编制了洛河组顶、底构造图和厚度图。(3)从井震联合反演结果上来看,洛河组含矿砂体整体特征明显,风成砂体在反演剖面上显示的是蚯蚓状,波阻抗为7200-9500,中等偏弱,断层夹持的低洼部位是有利含铀砂岩体,与钻探结果基本吻合。(4)重力三维约束反演快速三维建模获得研究区的地层、构造基本架构和物性分布特征。(5)通过建立目的层位的三维模型,洛河组空间展布为一个洼中隆形态,有利层位受构造控制,主要分布在断裂附近相对低洼部位,来自深层还原性油气通过断层达到目的层。(6)风成环境下沉积的洛河组砂体缺乏砂岩型铀矿成矿所需要的碳化植物碎屑,本文地震、重力信息与地质资料综合研究得出,洛河组中发育的断层可以沟通目的层砂体与深部油气藏,铀是油气还原、沉淀、富集成矿的。