鄂尔多斯盆地北部目前已经发现一系列的大型砂岩型铀矿,由东往西依次有东胜铀矿、杭锦旗铀矿(矿体形态为V字型,其中的东侧部分为纳岭沟地区铀矿)、大营铀矿等,成为我国目前砂岩型铀矿储量最大、找矿最具远景的地区,也初步显示了其作为世界级铀矿矿集区的前景。在对砂岩型铀矿的找矿和研究中,矿床的时空分布尤其是成矿时代的确定是其关键性内容。一直以来,受理论认识和测试手段的限制,砂岩型铀矿传统的全岩U-Pb测年法争议颇大;探索新的砂岩型铀矿精确定年的方法是当前铀矿地质工作者的一项重要任务。本文利用最新的飞秒激光剥蚀等离子体质谱(fs-LA-ICP-MS)方法对鄂尔多斯盆地北部纳岭沟地区砂岩型铀矿进行了定年探索。fs-LA-ICP-MS铀矿物微区原位U-Pb定年,具有剥蚀时间短、测试精度高、有效降低基体效应等优点。测试结果成功获得了三组年龄,由早到晚依次为古新世早期(60.42±0.8)Ma,渐新世晚期(25.1±1.1)Ma和上新世末期(3.46±0.2)Ma。说明盆地北部砂岩型铀矿的形成具有多期次和多阶段的特点。联系到区域地质背景,认为纳岭沟地区铀矿主要经历三期成矿:古新世早期或白垩纪晚期为古层间氧化带型铀矿成矿期,是主成矿期;渐新世晚期为次一期成矿期;上新世末期为改造富集及保矿期。为了了解传统的全岩U-Pb测年法与本方法结果的差别,又同时进行了矿石全岩U-Pb等时线测年,纳岭沟地区得出的最佳拟合年龄为(81±11)Ma。联系到前人对东胜铀矿的全岩U-Pb测年结果、杭锦旗铀矿(中西侧部分矿体)fs-LA-ICP-MS法年龄和全岩U-Pb法年龄,盆地北部全岩U-Pb等时年龄的共同特征是认为侏罗纪末或早白垩纪就已开始成矿,且白垩纪为主成矿期;并且没有或很少有第三纪以来的年龄数据。因此,从数据结果看,传统全岩U-Pb测年法结果偏老,不能有效地揭示出矿床的年轻年龄;而fs-LA-ICP-MS法年龄则偏年轻,并且能测试出矿床的年轻的年龄。联系到鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起的地质背景和构造演化,砂岩铀矿的主体成矿时代是与盆地后期改造或隆升时期相耦合或相对应的,对比fs-LA-ICP-MS法和全岩U-Pb测年法结果的可靠性。鄂尔多斯盆地K,-K2晚期或R早期整体抬升,区域剥蚀,出现第一期夷平面;E3晚期和N1期差异抬升剥蚀,分别出现第二、三期夷平面;N1-N2盆地反转隆升,西隆东坳;约2.5Ma黄土高原形成,发育现代黄河水系及阶地。这些时期的构造事件均对砂岩铀矿的成矿作用起到了重要的促进作用。依据构造抬升与铀成矿时期的耦合关系,将上述两种方法的年龄数据与后期改造构造事件相对比,可以看出,fs-LA-ICP-MS法所得年龄结果更符合地质实际,因而具有更高的可信性,是将来值得进一步发展和完善的砂岩型铀矿精确测年的应用方法。为了选定铀矿物测年对象,结合岩石学特征、显微镜观察、电子探针分析、逐级提取分析和蚀刻等手段,对研究区砂岩铀矿铀的赋存状态进行了研究。结果表明,铀的赋存状态有二种,一种是以铀矿物形式存在,主要类型为铀石,因而本次铀矿物测年的对象主要选定铀石;实验中还存在少量钛铀矿,且铀矿物颗粒细小,主要以微粒集合体形式与黄铁矿、碳酸盐矿物等共生,或少量围绕砂岩胶结物分布。另一种主要以吸附状态存在,被黄铁矿和有机质所吸附。