鄂尔多斯盆地北部目前已经发现一系列大型砂岩型铀矿床,也是我国重要的可地浸砂岩型铀矿的产地。从东往西依次有纳岭沟铀矿床、东胜铀矿床、杭锦旗铀矿床和大营铀矿床。随着鄂尔多斯盆地铀矿勘查的深入,新的远景地段也在不断扩展,在鄂尔多斯盆地北部大营铀矿的西部巴音青格利地区中侏罗统直罗组下段发现了比较理想的砂岩型铀成矿层位和铀矿化,显示出巴音青格利地区良好的找矿前景。本文主要以岩石学、矿物学和砂岩型铀矿成矿理论为指导,利用偏光显微镜、LA-MC-ICPMS、放射性照相、电子探针等多种分析测试手段,对鄂尔多斯盆地北部巴音青格利地区直罗组下段含矿砂岩的岩石学、物源、成岩与成矿序列、碎屑锆石、U-Pb同位素定年、α蚀刻径迹和铀矿物赋存状态开展了系统研究,并结合层间氧化带特征和热流体改造特征,探讨巴音青格利地区铀成矿机制,为进一步找矿提供必要的依据。研究显示,巴音青格利地区直罗组下段砂岩成分成熟度和结构成熟度均较低,具有近物源的特点。为进一步了解研究区物源具体来源,利用LA-MC-ICPMS对碎屑锆石展开了U-Pb同位素定年分析,结果显示巴音青格利直罗组下段砂岩沉积主要物源可能来自于北部的大青山-乌拉山以及集宁地区孔兹岩、TTG片麻岩和麻粒岩,且华北克拉通中部造山带北部杂岩和镁铁质岩墙群以及阴山地块形成于古生代时期的岩浆岩。通过α蚀刻径迹和电子探针分析研究了铀矿化中铀矿物类型和赋存状态,结果显示巴音青格利地区铀矿物主要呈吸附态和独立铀矿物两种形式,主要为铀石,还见少量的钛铀矿和铀钍石,与黑云母、黄铁矿和含钛矿物关系密切。研究区铀的富集主要是在充足的还原环境下形成的,与本区丰富的还原剂有关,如有机质和黄铁矿等,电子探针结果显示,个别铀石矿物中Y和Th含量较高,该类铀石应在较高的热水或热液中形成,并且本区还发现了高钛含量的钛铀矿,认为研究区铀的富集和成矿作用与后期热液活动有关。在显微镜下观察巴音青格利地区直罗组砂岩,显示目的层砂岩未经过深埋藏,欠压实,成岩阶段只经历了早成岩A阶段和早成岩B阶段,未经历晚成岩阶段就直接进入了表生成岩与成矿阶段,在后期还受到了热流体的叠加改造作用。结合前人研究成果,认为巴音青格利地区砂岩型铀矿受古层间氧化带控制,后期在热流体叠加改造作用影响下形成了板状(似层状)砂岩岩型铀矿,成矿阶段主要包括沉积时期铀预富集阶段、古层间氧化带成矿阶段和热流体叠加改造成矿阶段。