由于层间氧化带砂岩型铀矿与围岩在电阻率差异、重磁差异、弹性差异等方面较小,而深部放射性射线由难以穿透上覆地层,所以传统物化探方法寻找层间氧化带砂岩型铀矿床在不同程度上均存在不足。理论和实践均表明,在层间氧化带砂岩型铀矿上可观测到自然电位异常,并且可用自然电位法寻找、确定层间氧化带前锋线,判断铀成矿矿化发育方向等。本论文依托国家自然科学基金项目“可地浸层间氧化带型砂岩铀矿自然电位形成机理及自然场特征研究”开展研究,以伊犁洪海沟、扎吉斯坦两个地区的砂岩铀矿床作为研究背景。论文首先对研究区层间氧化带砂岩铀矿床的地下水水化学、水文地球化学特征进行了研究分析:地下水溶液中pH-Eh值的差异影响并决定铀的存在和迁移形式,pH-Eh值所发生的电化学变化会引起一系列物理化学变化过程。通过研究表明层间氧化带砂岩铀矿床上观测到的自然电场异常是由电化学氧化-还原电场与过滤电场叠加形成的。在研究得出的氧化-还原电场理论基础上,进行了自然电场特征研究,建立与常见矿体形态等效的数学物理模型,并进行自然电场计算,分析了异常特征与矿体的关系。反演研究采用了改进的概率成像方法,并对几种理想的矿体形体进行试算分析,得出地下空间完整的分布场值,概率成像效果明显。在洪海沟、扎吉斯坦两地区进行了自然电位方法野外试验,试验数据成果很好的确定了层间氧化带前锋线,对层间氧化带砂岩铀矿体的位置准确定位、轮廓规模都有明显的反映。在未布设钻孔区域,用自然电位方法推断了铀矿体的存在位置,为下一步钻探详勘工作提供了准确、高价值的信息。