鄂尔多斯盆地作为我国主要的能源基地,蕴藏着煤炭、天然气、石油等多种能源。近十年来,鄂尔多斯盆地的铀矿出现了重大突破,先后发现了皂火豪、纳岭沟、大营大型铀矿床。前人对盆地北部目的层的物源与成矿的铀源做过研究,但未能取得令人信服的一致结论。本文以鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿主要成矿目的层直罗组为研究对象,以详细的野外地质调查和室内分析为基础,运用岩相学、岩石学、矿物学等多学科知识,对鄂尔多斯盆地北部直罗组的沉积相、直罗组砂岩岩石学特征、重矿物特征、物质来源与成矿铀源研究以后得出如下认识:通过研究区直罗组砂岩岩石学研究发现,岩石类型主要是长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,成熟度不高,具有近源沉积的特点。结合前人的研究,盆地北部直罗组主要发育辫状河、辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲沉积体系,沉积相演化与砂体厚度指示了物源方向为北西-南东的特征。砂岩碎屑成分大地构造环境投图表明,盆地北部直罗组砂岩主要的构造环境为再旋回造山带。通过盆地北部直罗组重矿物形态特征的观察和重矿物组合的分析,重矿物磨圆以棱角-次棱角为主,重矿物组合主要为石榴子石-锆石-绿帘石-榍石,其次为钛铁矿、尖晶石、磷灰石、独居石等,反映出母岩是以中高级变质岩为主,并存在中酸性岩浆岩为母岩的特征;通过重矿物特征指数可知,ZTR指数偏低,说明盆地近源沉积的特点;GZi指数偏高,反映了麻粒岩相和角闪岩相等中高级变质岩提供了大量的物源;ATi指数也普遍较高,岩浆岩也提供一部分物源;MZi指数偏低,说明有少部分深成岩体也参与了物源提供。通过直罗组砂岩碎屑锆石U-Pb定年分析,发现盆地北部锆石的主要年龄段为太古代、古元古代及晚古生代至中生代间,其中古元古代所占权重最高。对前人测得周邻岩体的年龄,其物源区的母岩主要为北部阴山古陆的中高级变质岩、孔兹岩及少量花岗岩和阴山地区扎尔泰群中因晚古生代隆升而形成的海西期花岗岩等。盆地北部蚀源区各时期的侵入岩和古老变质基底具有较高的铀背景值,铀丢失现象明显,既为直罗组提供沉积物源,同时也为其提供了重要的铀源。矿石中可见含钛矿物,如钛铁矿、榍石、金红石等在空间上有着一定的联系,常见铀石和钛铀矿等围绕和交代含钛矿物,指示含钛矿物对铀具有一定的吸附能力,并参与铀的富集过程。