炭质碎屑作为铀储层的内部还原介质,在铀成矿过程中起到吸附、络合和还原作用。本论文选取鄂尔多斯盆地南缘双龙地区直罗组铀储层砂体中发育的炭质碎屑作为研究对象,系统采集了岩心样品并对炭质碎屑进行了分离预处理。通过岩心编录和照相取样、油浸单偏光显微镜观察、工业分析和全硫测试、扫描电镜和能谱分析,从炭质碎屑的产状、显微煤岩组分、有机质成熟度、特征矿物等各项单因素出发,逐一总结了炭质碎屑的各项特征,同时进行了分类和成因研究,建立了不同类型炭质碎屑的判别标志。主要认识和成果如下:(1)查明了研究区铀储层砂岩中炭质碎屑的各项特征研究区铀储层砂岩中发育的炭质碎屑,按照产出形态可以划分为条带状、脉状、分散状、团块状和茎叶状等,其中以条带状炭质碎屑为主。显微煤岩组分以镜质组占绝对优势(平均值97.85%),镜质组中以均质镜质体和结构镜质体为主,惰质组含量极少(平均值2.15%),惰质组以半丝质体和碎屑惰质体为主,显微煤岩类型以微镜煤为主。炭质碎屑的水分含量较低,在 5.03%-12.42%之间,均值为 7.76%,以低水分为主;灰分产率变化较大,在 3.05%-46.98%之间,均值为 23.72%,以低中灰为主;挥发分产率在 15.83%-31.38%之间,均值为25.69%;全硫含量在1.26%-20.93%之间,均值为 5.24%;固定碳含量在18.05%-58.79%之间,均值为 42.83%;铀储层炭质碎屑样品的镜质体反射率在0.598%-0.918%之间,平均值为0.721%,有机质成熟度处于低成熟阶段。炭质碎屑中矿物组成主要包括氧化硅类(主要是石英)、粘土矿物(主要是高岭石)、硫化物(主要是黄铁矿)、碳酸盐矿物(主要是菱铁矿)以及少量的铀矿物。对比相邻层位的煤层,炭质碎屑是特富镜质组、低挥发分、低固定碳、高灰分、高硫分的,含较多黄铁矿。(2)分析了研究区铀储层砂岩中不同类型炭质碎屑的成因依据铀储层砂岩中炭质碎屑的基本特征,结合河流搬运作用,将砂岩中的炭质碎屑划分为微异地和异地两种类型,其中绝大多数属于微异地炭质碎屑。微异地炭质碎屑以不发育植物根系、特富镜质组、矿物杂质少和低有机质成熟度为特征。异地炭质碎屑以不发育植物根系、高有机质成熟度、富惰质组为特征。 微异地炭质碎屑是指河道水流对同沉积期植物(遗体)或泥炭经过短距离搬运后再次堆积到砂体中,经过泥炭化和煤化作用进而形成的炭质碎屑。异地炭质碎屑与强的流动水体搬运或者剥蚀作用有关,通常具有较远的搬运距离并堆积到铀储层砂体之中。异地炭质碎屑成因可以分为两小类,一类来自下覆延安组的泥炭,另一类来自更古老的煤系地层。