砂岩型铀矿与煤屑有机质之间存在密切的联系,这种密切的联系可以从空间上、数理统计上以及地化层面上来分析探讨。本文把大营铀矿作为研究对象,在充分收集、整理前人研究成果的基础上结合野外踏勘、钻井岩心编录等工作,通过对氧化带、氧化还原过渡带、还原带,不同蚀变砂岩含有透镜状碳质条带和碳质碎屑的煤屑有机质样品进行系统采样,对鄂尔多斯盆地北部研究区直罗组中的煤屑有机质地质及其地球化学特征进行分析研究,同时对煤屑有机质与铀成矿之间的关系进行探讨。煤屑有机质作为铀成矿的一种作用机制,研究结果将丰富砂岩型铀矿理论认识并指导找矿实践。本文通过对相关地球化学指标测试和煤屑有机质显微组分特征研究,来分析有机碳与铀含量之间的关系,以及有机显微组分含量和有机质成熟度特征。通过干酪根元素组成等测试分析了煤屑有机质类型及其地球化学性质。对可溶有机质等测试研究了源岩沉积母质类型、沉积环境和源岩成熟度特性。结合对煤屑有机质中腐殖质的抽提分离和铀含量特征的分析,进一步探讨了煤屑有机质与铀成矿之间的关系。首先明确了大营铀矿容矿层中煤屑有机质的类型与地质特征。大营铀矿富矿地层含有大量的碳质碎屑和透镜状碳质条带,各蚀变带中有机碳与铀含量具有明显的正相关性。煤屑有机质显微组分主要为镜质组,反映了腐殖煤的特点;煤屑有机质成熟度较低,为未成熟的褐煤演化阶段,其显微组分中的小孢子体及角质体具有强荧光现象;过渡带中煤屑有机质镜质体反射率Ro相对其他蚀变带偏高,同时显微组分中存在亮白色条带现象;这三个现象可能是由于过渡带中铀含量高,铀的放射性生热对有机质的热演化具有催化作用所致。同时揭示了煤屑有机质主要发生于深埋后生作用阶段,其干酪根类型主要为Ⅲ型(腐殖型),这种有机质对铀具有较强的吸附能力。其次,研究了煤屑有机质的有机地球化学特征。研究区有机母质主要处于过渡型半咸水或淡水湖泊的缺氧还原性沉积环境且成熟度较低。含矿砂岩中可溶有机母质表现为低碳数特征,而富有机质夹层(煤样)中的有机质以高等植物母质来源为主。通过对Pr/nC17和Ph/nC18的检测以及饱和烃色谱图(m/z=85)中发现存在UCM鼓包,均说明主要是高等植物在后期受到微生物的降解作用才使其呈现出低碳数特征,而微生物的降解作用对铀成矿非常有利。通过对腐殖质的分离及铀含量分析等研究表明,煤屑有机质与铀矿化具有密切的内在联系。大营砂岩型铀矿存在有机地球化学分带,主要是良好的岩相古地理条件为有机质在过渡带的大量富集奠定了基础;异地来源的有机质(腐殖酸)在过渡带中进行叠加,使有机碳的含量增加。腐殖质的抽提分离实验进一步表明,煤屑有机质在铀成矿作用中主要是其中的腐殖酸组份起到了关键作用。在此基础上探讨了煤屑有机质对铀成矿及富集作用的机制,表现为还原、吸附、阳离子交换和配位作用,以及微生物对有机质的降解作用等。