鄂尔多斯盆地作为我国重要的煤铀油气沉积盆地,在其东北缘已相继发现多个大规模砂岩型铀矿床。随着多部门从不同领域对鄂尔多斯盆地东北缘基础地质和铀矿的深入勘查,不断提出新的找矿思路和成矿理论,期间积累了大量的钻孔资料,并在鄂尔多斯盆地周缘实际找矿实践中取得新的突破。本文依据数千孔钻孔资料构成的钻孔大数据,以鄂尔多斯盆地东北缘为研究区,分析了研究区内构造和沉积环境,通过构建三维地质模型的方式对大营矿集区铀形成环境进行剖析,为进一步的区域勘查指明方向。主要取得了以下几点认识:(1)通过相标志分析,对研究区的沉积环境及特征进行研究。研究区直罗期早期以辫状河沉积为主,中晚期以曲流河沉积为主。精细绘制出直罗组下段下亚段沉积相展布图,进而揭示物源流向与沉积环境间的关系。(2)从盆地东北缘直罗组古地貌恢复图更为直观地看出,整体呈东北高西南低的斜坡状,在杭锦旗-泊江海子处发育有一条十分明显近东西向的断裂带,在此形成了一条近东西向延伸的天然局部物性阻挡带,较好地限制了铀源自北向南的运移,从而使得断裂带北侧的大营、纳岭沟地区铀矿化集中。推断出该断层可能为成矿流体的散逸提供良好条件。(3)通过研究区粒度三维模型和系列切面研究发现,直罗组中铀矿化的分布格局与铀储层砂体平面非均质性存在着密不可分的关联,且垂向叠置的砂体间具有明显的物性差异,对铀源的垂向运移具有限制作用。(4)铀矿化体主要发育于宽而厚的辫状河道砂体向窄而薄的砂体频繁分岔处;大营西侧形成的泥质阻挡层,限制了富氧含铀流体向西的运移,使得在大营地区形成近南北向弓形分布的铀矿区域。