鄂尔多斯盆地是我国北方最重要的砂岩型铀矿勘查和开发基地。孙家梁古砂岩型铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,发育有古氧化蚀变和次生氧化蚀变等不同氧化蚀变类型,存在不同期次氧化流体和多期铀成矿作用,是研究流体期次、成矿环境变化和铀矿体改造、定位非常理想又难得的地区。该铀矿床红色古氧化带几乎被后期还原改造殆尽而表现为绿色古氧化带,仅以残留形式存在。铀矿体受新生代构造影响抬升至地表,并遭受剥蚀。次生氧化含氧含铀水进入古砂岩型铀矿床内,致使原矿体再次活化迁移,在新的氧化—还原转换面附近重新沉淀富集成矿。因此,孙家梁古砂岩型铀矿床具有国内独特的古氧化和次生氧化同时控矿的特征。本文以神山沟—孙家梁地区古砂岩铀矿为研究对象,通过岩石矿物学和地球化学分析,反演不同期次成矿流体演化过程,恢复成矿环境变化的时空演变规律,探讨了次生氧化作用对古砂岩型铀矿床的改造机理,综合建立了次生氧化识别标志,揭示了铀成矿—再改造作用的4个阶段,构建了次生氧化改造铀成矿模式,建立了历经次生氧化改造作用的古砂岩型铀矿找矿应遵循的预测准则。取得的主要成果与认识如下:1)将古砂岩型铀矿床按是否在后期出露地表遭受次生氧化改造而进一步分为原生古砂岩型铀矿床和次生古砂岩型铀矿床。原生古砂岩型铀矿床特指铀矿床形成后矿床一直完全隐伏于还原岩石地球化学环境中,从未暴露地表遭受新的次生氧化改造的古砂岩型铀矿床。次生古砂岩型铀矿床则特指后期受构造抬升影响暴露地表,并遭受新的次生氧化改造的古砂岩型铀矿床。将研究区氧化作用蚀变类型按时间分为古氧化蚀变和次生氧化蚀变两类,并总结了不同氧化蚀变分带的空间分布特征及其与铀矿化的空间配置关系。次生氧化带本文特指新近纪以来的氧化带。2)重建了孙家梁古砂岩型铀矿床的形成与演化过程,指出其受上新世东部新构造运动抬升影响出露地表。研究区古砂岩型铀矿床在中侏罗世直罗组沉积期发生铀矿预富集之后,其演化可进一步细分为中侏罗世至晚白垩世北部抬升沉积成矿阶段、古新世至渐新世北西-南东向拉张阶段和中新世至今东部抬升成矿改造阶段。研究区于上新世后快速向西掀斜,东胜梁至此定型,造成孙家梁古砂岩型铀矿床出露地表。此时,铀储层古水流方向与主成矿期北西南东向的地下水流场方向近垂直,以及持续干旱的古气候条件,造成了孙家梁古砂岩型铀矿遭受新的次生氧化改造,在神山沟—准格尔召地区地表形成大量铀矿化点。3)综合建立了次生氧化改造作用标志。古氧化带以赤铁矿、针铁矿和锐钛矿含铁矿物组合为主,次生氧化以褐铁矿为主,还原带黄铁矿较为发育。古氧化带粘土矿物具高岭石含量高、蒙皂石含量低特征,同时存在绿泥石。次生氧化带以高蒙皂石和低高岭石为主要特征,不仅存在空间上的分带还存在时间上的转变和演化。由氧化带向还原带有机碳、全硫、低价硫含量和氧化还原电位均具逐渐升高的特征,同时,Fe3+/Fe2+具逐渐降低的特点。次生氧化砂岩是对古氧化砂岩的再氧化产物,具高Si O2低Mn O、Ca O的特点,低Na2O、Mg O的特点。古氧化铀成矿年龄与原生古砂岩型铀矿床成矿年龄一致,次生氧化改造铀成矿年龄主要为新近纪成矿年龄,以及现代地表氧化改造成矿年龄。孙家梁古砂岩型铀矿床卷头部位富铀矿石明显具有偏铀特点,并在垂向上具有偏铀与偏镭重复发育的现象,反应次生氧化改造作用对原有矿体重新改造和富集的多期性。平面上,总体由北东向南西方向更偏铀,往北东方向更偏镭,表明受次生氧化改造作用明显。4)研究区存在独特的铀矿富集作用,主要包括化学还原富集作用和机械吸附富集作用。还原富集作用主要表现为2个方面,一是与铀储层中的固态还原介质有关;二是与后期还原气体渗入作用有关。吸附作用包括有机质吸附作用和粘土矿物对铀的吸附作用。并构建了次生氧化改造古砂岩型铀矿模式:氧化—还原转换面铀成矿模式。其铀成矿作用基本上可分为沉积—成岩预富集阶段、古氧化—还原转换面成矿阶段、还原作用保矿阶段和次生氧化—还原转换面成矿阶段共4个阶段。5)拟定了历经次生氧化改造作用的古砂岩型铀矿找矿应遵循的预测准则:一是正确识别古氧化控矿成因类型;二是准确利用地表铀异常信息;三是精确定位氧化—还原转换面空间展布。其中在利用地表铀异常信息进行准确深部找矿预测时需注意几个方面:（1）判断其是否为古砂岩型铀矿体受次生氧化改造再富集成因;（2）判断其赋矿层位;（3）查证深部铀矿化延伸情况;（4）圈定地表铀异常规模;（5）判断铀异常的来源。总结了空间定位氧化—还原转换面的方法:（1）颜色定位法;（2）岩石矿物学定位法;（3）地球化学定位法;（4）沉积成因相定位法。当然,为提高定位氧化—还原转换面空间展布准确度,以上方法最好是套合使用。上述成果和认识揭示了次生氧化作用对古砂岩型铀矿床的改造机理,构建了次生氧化改造铀成矿模式,并建立了历经次生氧化改造作用后的古砂岩型铀矿找矿应遵循的预测准则。此项研究将为在具有相似次生氧化—还原转换面控矿的新生代地层中进行铀矿找矿工作提供借鉴意义。本文的创新性成果如下:1)综合建立了次生氧化改造作用识别标志,揭示了孙家梁古砂岩型铀矿床次生氧化改造富集机理,构建了研究区次生氧化改造古砂岩型铀成矿模式,并完善了东胜砂岩型铀矿的成矿模式。2)建立了历经次生氧化改造作用后的古砂岩型铀矿找矿应遵循的预测准则。