巴音戈壁盆地是中国北方重要中生生代产铀盆地,其主要铀矿床类型为层间氧化带型。目前已发现的塔木素铀矿床产于下白垩统巴音戈壁组上段。国内高等院校及专家学者对塔木素及周边地区开展了不同程度的研究,但对矿化特征、成因机理、找矿标志、构造-沉积演化、层间氧化对铀成矿作用的制约研究较少,缺乏必要的找矿预测研究。因此对塔木素地区铀成矿作用及找矿预测研究具有重要的指导意义。论文从区域背景入手,分析了区域构造、地层、岩浆岩及其含铀性、区域放射性场晕等特征,论述了区域构造演化序列。从构造演化对铀成矿作用的约束特征看,塔木素地区发育的双断型凹陷利于发育扇三角洲-湖泊相沉积,在扇三角洲分流间湾部位形成同沉积的铀矿;在目的层巴音戈壁组上段沉积后,构造反转和地层差异性抬升促使了层间氧化带的发育,局部热液活动参与了铀成矿作用。通过地层划分与对比,发现塔木素地区陶勒盖地段为沉积中心和沉降中心,与浅层地震测量结果一致;通过砂分散体系分析,在单孔垂向层序地层分析和沉积剖面对比的基础上,重建了塔木素地区巴音戈壁组上段扇三角洲-湖泊相沉积体系。塔木素地区目的层具有原生与后生岩石地球化学特征,后者又可分为后生还原和后生氧化两种,后生氧化表现为红色氧化与黄色氧化;在有机炭、后生黄铁矿等增强了地层的还原能力后,成矿流体在氧化还原障附近成矿。总体上看,层间氧化带自北向南,埋深逐步增加;平面上表现为近东西向展布的不规则带状。研究区铀矿化主要受沉积相与层间氧化带双重控制。巴音戈壁组上段第二岩段发育扇三角洲(水下)分流河道、分流间湾、河口坝等沉积微相,是主要的铀矿化产出层位。目前所见工业铀矿化均分布于层间氧化-还原过渡带范围之内。铀元素与Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Pb、Rb、Sr、Ta元素含量呈正相关,与Zr、V、Mo、Nb元素含量呈负相关,据此可作为多元素组合找矿标志。塔木素地区成矿流体在泥岩建造中形成同沉积铀矿,在氧化带外侧灰色砂岩建造中形成层间氧化带型砂岩铀矿。研究认为,区内铀成矿受沉积相、氧化带、构造、铀源和物源、还原介质、古气候等因素控制,具有构造识别、岩性岩相、颜色、岩石地球化学、多元素组合、测井等找矿标志。通过成矿作用分析,明确了区内成矿地质体、成矿结构面、成矿构造和成矿作用标志等要素,构造了塔木素地区“三位一体”找矿预测模型;据此,认为区内阿拉腾图雅地段具有铀成矿找矿前景。