油气煤铀是现今人类最重要的四种能源矿产,是现今社会经济运行和国家安全的基本能源保障。研究和勘探成果显示这四种能源矿产往往同盆共存,若能对这种共存规律加以研究则可以指导由此及彼式兼探找矿,提高单一矿床价值和提高找矿效率,现实意义重大。研究表明多种能源同盆共存的本质是有机-无机相互作用。其中涉及多个学科门类,因而对能源同盆共存的研究具有重要的科学意义,近年来逐渐成为地学领域的一个前沿交叉课题和研究热点。鄂尔多斯盆地几乎是我国四种能源矿产的储量均排前茅甚或首位的盆地,同时也是最典型的多种能源共存盆地之一。为何鄂尔多斯盆地中四种矿产均如此丰富?是否与四种矿产之间的相互作用相关?还是因为几种矿藏共存俱富所致?对此问题的探索具有重要的科学和现实意义。基于此,本文分别从全球特征和典型盆地实例两方面来进行研究,以分别从广度和深度两个方面来系统探讨和深化对此问题的认识。本文以多种能源同盆共存和盆地成矿系统的学术思想为指导,对油气煤铀同盆共存这一重要现象进行了全球范围的系统调研,进而总结出了多种能源同盆共存在世界范围的分布特征和规律。在此基础上,本文遴选出我国北方最典型的多种能源共存盆地——鄂尔多斯盆地作为研究实例,解剖了盆地北部和西部油气煤铀的共存情况,详细分析了油气逸散特征及其铀成矿效应,并对两个地区进行了对比研究,以期深化对多能源盆地中有机对无机的作用机制的认识,从根本上回答“怎样共存”和“为什么共存”两个基本科学问题。通过对全球和各国砂岩型铀矿的产储量、分布特征和规律的研究,本文发现砂岩型铀矿是现今资源量和产量最大的类型,而沉积盆地则是铀资源的主要赋存地质单元。本文系统梳理了全球各地砂岩型铀矿床的分布和基本特征,系统编制了全球各国（或各大洲）砂岩型铀矿的平面分布及容矿层位分布系列图件,并将砂岩型铀矿的全球分布情况总结为五大特征和规律:（1）分布广泛但不均衡,跨欧亚存在东西向巨型铀矿带;（2）矿床数量多,单个矿床规模因地而异,（超）大型矿床多;（3）空间分布与气候环境耦合明显,400mm降水线对全球砂岩型铀矿的分布具有显著地宏观限制作用;（4）已发现铀矿容矿层时代跨度大,但以中生界为主;主成矿年龄新、定位时间晚、动态成矿明显;埋深相对较浅,但深部探矿不宜忽视;（5）主要赋存于含油气或聚煤盆地中,多与油气煤同盆共存。通过系统调研,本文归纳总结了全球油气煤铀同盆共存的盆地清单和能源矿产赋存情况一览表。研究发现,油气煤铀同盆共存现象在世界范围内具有普遍性和分区性。全球范围内油气煤铀同盆共存情况在中-东亚成矿域和美国西部分布尤为集中。我国北方诸多盆地即处于中-东亚成矿域内,其中鄂尔多斯盆地尤为典型。通过野外地质调查、岩心观察和地球化学等多种手段,本文确认了鄂尔多斯盆地西缘和北部存在油气逸散活动。对西缘宁东地区铀矿钻井容矿层中出现的油浸现象的油源对比结果表明,逸散的油气来自上三叠统长7段烃源岩。对逸散流体的成分和性质的研究则表明西缘逸散的烃类物质主要为石油和伴生气,还混有部分古生界天然气。本文首次在盆地西缘石沟驿等地区发现并研究证实了,油气逸散作用造成的砂岩不同程度褪色化（漂白）现象。在宁东地区铀矿化段砂岩中发现了白云石矿物的普遍存在,以往在砂岩型铀矿研究中对白云石的出现报道较少,偶有报道的也尚未针对性研究。运用电子探针分析等手段,本文对其成因进行了研究,结果表明白云石是热液改造白云石化作用的成因,深部逸散的富烃热流体为白云石的形成提供所需的热环境,并促使地层中蒙脱石等矿物释放Mg²⁺。逸散的富烃热流体在容矿层中同时也形成了部分闪锌矿、重晶石等其他热液矿物。本文还系统分析研究了西缘和北部逸散流体的成分和性质,结果显示二者均具有还原性和热液属性,但烃类物质西缘以石油的逸散为主,北部为天然气逸散。通过深部铀异常、石油、油田水、气田水中金属元素的含量测试等手段研究了西缘和北部存在深部铀源的可能性,结果表明,除来自蚀源区的铀源外,西缘和北部的深部逸散流体在成矿晚期均可能为浅部提供部分补充铀源。发现了富烃流体中U和Ti之间存在高度线性关系,本文提出一种新观点,认为这些流体中铀和钛可能是以铀钛粒子团的形式存在和迁移的,较好解释了铀在地下烃类流体中赋存和作为潜在深部铀源的迁移形式。本文还运用电子探针EPMA化学U-Th-Pb定年的方法对宁东铀矿区的钛铀矿进行了原位微区定年,主成矿年龄定为6.5 Ma。结合前人定年结果,宁东地区的年龄可划分为59.2⁵2 Ma、21.9 Ma和10.7³.9（6.5）Ma三期,分别对应古新世、中新世早期和中新世晚期-上新世。通过有机地球化学手段在杭锦旗铀矿容矿砂岩中检测出较多地质环境罕见的脂肪酸甲酯系列化合物,主要为十六烷酸甲酯,进一步提供了天然气参与了杭锦旗铀矿形成的标志物和直接证据。在以上研究的基础上,本文分别建立了西缘宁东地区和北部杭锦旗地区的铀成矿模式,强调了深部油气逸散在铀成矿过程中的重要作用。利用电子探针等手段本文研究了西缘和北部的铀矿物类型,发现西缘以钛铀矿为主,其次为沥青铀矿（部分钻孔可能以此为主）,铀石明显较少;北部则以铀石为主,占比可达80%以上。综合对盆地西缘和北部富烃流体的逸散特征及其铀矿化效应、代表性铀矿物的成因对比研究表明,除构造背景和演化因素外,地球化学环境是影响两地矿床地质特征的另一重要因素。西缘和北部主要铀矿物（西缘以钛铀矿为主,北部以铀石为主）的形成均与深部逸散的富烃流体相关,但两地区深部逸散流体的性质（物理性质、化学性质）和逸散特征（成分、规模等）存在差异,主要表现为西缘更热、而北部还原性更强。正是这种差异导致了浅部直罗组铀成矿地球化学环境的不同,进而导致了两地铀矿物组成上的不同。综上可见,油气煤铀同盆共存的根本原因是有机-无机相互作用。在不同盆地或同一盆地内的不同地区,其相互作用的形式和特点均会存在差异。油气逸散活动在适当的地质环境中可能产生不同特征的铀成矿效应。