许多中—新生代盆地沉积充填中铀矿化显著,有机质丰富,铀矿与有机能源同盆共存,铀矿化与有机质内在关联备受关注。鄂尔多斯盆地东北缘东胜—准格尔旗地区侏罗系直罗组下部铀矿化砂岩平均铀含量(128.4×10-6)高出含铀泥岩2个数量级,铀富集成矿以砂岩为主岩并伴随显著的方解石化、高岭石化等低温热液蚀变;铀矿化岩层富有机质,其氯仿沥青"A"中非烃和沥青质占优势,饱和烃/芳香烃比值多大于1,Ⅱ型有机质为主。铀矿化砂岩的有机碳平均丰度(0.47%)比含铀泥岩低1个数量级,前者铀含量与有机质丰度呈负相关,有机质的氯仿沥青"A"含量0.0056%～0.0341%、A/C比值为0.79%～32.34%,处在成熟阶段;而后者铀含量与有机质丰度呈正相关,有机质的氯仿沥青"A"含量0.0049%～0.4937%、A/C比值为0.12%～17.78%,处在未成熟阶段。砂岩中铀富集成矿明显经历了伴随有机质氧化、成熟和分解的晚成岩—后生期含铀热液过程,而泥岩中的铀主要是同生—早成岩阶段粘土有机吸附沉积的。铀矿化砂岩中热液蚀变方解石的δ13CV-PDB=-2.7‰～-14.0‰,δ18OV-SMOW=18.4‰～20.0‰;热液蚀变高岭石的δ18OV-SMOW=12.6‰～13.8‰,δD(水)V-SMOW=-116‰～-133‰,与高岭石平衡流体的δ18O(水)V-SMOW=1.8‰～6.1‰,指示含铀成矿热液中CO2主要是有机质氧化脱羟基产物,水来自经过富含有机质地层循环演化了的盆地流体。研究区盆地流体中铀元素在砂岩层内流动和沉淀成矿与地层中有机质的氧化分解相伴发生。