研究区位于鄂尔多斯盆地东南部,地处伊陕斜坡和渭北隆起过渡区。虽然早在上世纪五六十年代盆地东南缘就已经发现了店头小型铀矿床,但受到地形、地貌条件的约束,铀矿地质勘查工作和科研工作总体程度均较低。近年来,中国核工业地质局陆续加大了对盆地南缘的铀矿地质勘查和科研工作力度,本论文依托于核工业地质局生产中科研项目《鄂尔多斯盆地南缘铀成矿地质特征与远景评价》,在吸收前人研究成果的基础之上,充分利用收集的科研资料和钻孔数据,采用宏观观察与微观分析相结合的研究方法,以构造-沉积-铀成矿演化序列为研究主线,重点研究了区域铀成矿地质作用,厘定了关键控矿因素,阐明了铀成矿机理,构建了铀成矿模式,圈定了铀成矿远景区,为实现铀资源扩大和新区找矿突破提供了重要依据。本论文通过对鄂尔多斯盆地东南部沉积作用研究,认为直罗组早期沉积的辫状河相砂体中预富集铀含量普遍偏高(3.30×10^-69.01×10^-6),形成了良好的“内源”铀源条件;区域辫状河相砂体厚度一般为20⁶0m,砂岩中发育较多的煤线、碳屑、黄铁矿等还原物质,为砂岩型铀矿化形成提供了有利的容矿空间和还原能力;直罗组上段发育厚层泥岩和粉砂质泥岩,构成了容矿砂体的顶板,延安组顶部煤层和厚层泥岩构成了容矿砂体的底板,而且顶底板厚度大、延伸稳定,该“泥-砂-泥”结构为区域层间氧化带的发育创造了有利的空间组合。通过对有机质、成矿流体和后生蚀变特征研究,认为盆地东南部油气活动较强,油气烃原岩主要为上三叠统延长组湖相泥页岩。利用扫描电镜、包裹体薄片和光薄片鉴定、电子探针及铀成矿年龄测定,综合厘定了成岩作用、油气充注作用和铀成矿作用的次序为:晚侏罗世沉积成岩作用→第1期油气充注作用→晚侏罗世早中期成岩压实作用形成石英次生I级加大→晚侏罗世末次要铀成矿作用→早白垩世石英次生II级加大→第2期油气充注作用→晚白垩世-古近纪主要铀成矿作用→后期油气持续充注作用→古氧化带还原退色蚀变→保矿、叠加富集作用等。通过构造-沉积-铀成矿演化作用研究,首次恢复了盆地南缘彬-长地区铀成矿时期古地貌格局,建立了构造-沉积-成矿演化序列,揭示了构造-沉积演化对铀成矿的控制作用。提出彬-长地区中侏罗统直罗组沉积期发育的辫状河道为区域下切谷所控制;晚侏罗世呈现“北高南低”的古地貌格局,发育自北向南的古层间氧化带,在斜坡带及低洼部位形成初级铀矿化;早白垩世因燕山运动形成“南高北低”的古地貌格局,在直罗组下段和延安组顶部发育自南向北的古层间氧化带,形成主要工业铀矿化;更新世至今继承了早期南高北低的古地貌特征,继续发育自南向北的层间氧化带,因渭河断陷阻断了铀源,铀矿化未能叠加富集,仅对前期形成的矿体进行了改造,形成了复杂多样的铀矿化分布格局。在此认识基础上,构建了构造-沉积演化三阶段铀成矿模式(中晚侏罗世为铀预富集阶段,早白垩世晚期-古新世为主要铀成矿阶段,始新世-中新世为二次还原铀叠加富集阶段),为区域铀矿勘查部署提供了新思路。论文创新性地提出盆地南缘盖层褶皱是铀成矿的关键控矿要素之一。盆地南缘构造相对盆地北缘较复杂,总体上位于渭北单斜构造斜坡带上,但该斜坡带并不是“平板”一块,其内部发育有一系列近似平行于盆地边缘的褶皱和断裂。尤其是褶皱构造中发育的宽缓向斜,既控制了直罗组下段辫状河道砂体的空间分布,也控制了后期古水流向及斜坡带上层间氧化带发育的规模和展布方向。综合研究认为,向斜构造、向斜两翼斜坡带上发育的层间氧化带与辫状河道砂体的叠置区是盆地南缘最有利的找矿区域。基于该认识,可准确地提取关键控矿要素,为远景预测提供了新依据。通过铀成矿作用综合研究,基本明确了盆地东南缘直罗组铀成矿作用主要受辫状河道砂体、构造和后生蚀变联合控制。其中彬县-旬邑地区受盆地盖层向斜褶皱及其两翼斜坡带上发育的层间氧化带和辫状河砂体控制,店头-焦坪-庙湾地区主要受单斜构造中辫状河砂体和北东向断裂控制。铀矿化主要赋存于后生蚀变的灰绿色或灰白色砂体与原生灰色砂体过渡部位。经过铀成矿特征综合分析和关键控矿要素的厘定,在盆地东南缘综合预测了铀成矿远景区6片,其中I级远景区2片,II级远景区2片,III级远景区2片。综上所述,盆地南缘铀源丰富,发育有稳定的构造斜坡带,含矿层砂体厚度适中、稳定,具备大型层间氧化带发育的条件,构造-沉积-后生蚀变作用显著,铀成矿潜力大。建议加强盆地东南缘焦坪-庙湾-旬邑地区铀矿地质勘查工作,重点开展盆地南缘泾河两岸的找矿突破,并且要进一步向盆地内部延伸,探索新的找矿空间。