砂岩型铀矿因地浸技术的成熟和分布广泛等因素已成为世界上最具有价值的铀矿类型。对砂岩型铀矿成矿条件的模拟研究,有益于深入分析成矿作用、预测矿体。本论文基于水成铀矿成矿理论,总结与概化典型层间氧化带砂岩型成矿模式,利用GMS地下水数值模拟软件构建出成矿地质实体模型、水流运动模型、成矿溶质迁移模型。研究成矿砂岩层中渗透系数、孔隙度变化对水流运动模型的影响及参数敏感性分析;讨论基于GMS的蒙特卡罗方案对砂岩型铀矿成矿水流预测的可行性;研究以不同方式注入成矿砂岩层的铀元素在成矿溶质迁移模型中的运动情况。在水成铀矿理论中,强调渗入型自流水盆地与铀元素迁移成矿之间的关系(例如:成矿盆地地下水补给区与排泄区之间的水头差是铀元素迁移运动的水动力基础)。以大气降水为主的渗流水溶解山前蚀源区岩石中的铀元素并携带入成矿岩层中,为铀元素主要的来源渠道。含氧富铀的地下水在渗透性较好的砂岩层渗透运移时,氧化原生砂岩层,结果顺层就形成层间氧化带。根据成矿岩层中岩石的氧化程度,可将岩层划分成氧化带、过渡带与原生砂岩带。铀元素由溶解迁移的状态向析出沉积的状态转变主要发生在氧化-还原过渡带。从上述铀元素运动过程的描述中可以看出,层间氧化带砂岩型铀矿床的形成对盆地的地下水水动力条件(水流速度、岩层渗透系数和孔隙度、岩石各向异性程度、渗入型自流水盆地的补径排特征等)有着特殊的要求。GMS地下水建模软件综合了Modflow(基于差分的流动评价)、Modpath(平面与剖面流线示踪分析)、MT3DMS(三维迁移模块)、FEMWATER模块(基于有限元耦合的水流和溶质运移评价)等三维地下水环境模拟模块。本论文结合GMS软件在三维地下水数值模拟中的优势与水成铀矿理论,对有利的成矿条件进行概化,构建模型:(1)借助数据高程模型思路,利用Borehole钻孔管理,建立各地层高程数据,最终构造出地质实体模型;(2)Modflow直接建模构建层间氧化带砂岩型铀矿成矿水流运动模型;(3)在流场模拟基础上,利用MT3DMS创建成矿溶质迁移模型。然后通过局部分析法和模型初始条件的改变,研究各水文地质参数变化对成矿砂岩层水流运动的影响、初始条件变化对铀元素迁移成矿的影响。考虑实际、客观的水文地质条件,提出了利用GMS中蒙特卡罗参数随机模拟程序预测实际铀矿床地下水流随机特征的方案。在实际矿床研究中可以通过Borehole模块实现对钻孔与剖面的可视化显示,概化和显示层间氧化带砂岩型铀矿模型具体地层情况。通过对比示踪粒子到达降压俘获区的时间分析渗透系数与孔隙度这两个重要水文地质参数在层间氧化带砂岩型铀矿成矿水流运动中的贡献值,得出在铀矿成矿时期砂岩层中的地下水流场对岩层介质渗透系数具有较高的敏感性,渗透系数与孔隙度两个参数对层间氧化带砂岩型铀矿成矿砂岩层流场的影响中,渗透系数占优的结论。对以不同方式注入成矿砂岩层的铀扩散迁移研究发现,铀迁移前进的距离与地下水水流运动能力呈现正相关,铀扩散区域的大小与铀源补给区域、横向弥散系数呈现正相关。