虽然微量元素在煤中含量甚微,但煤的开采、使用量很大,近年来由燃煤引起的环境问题时常发生;此外有些贵金属、稀土元素在煤层中富集到一定程度可以达到成矿品位,具有潜在开采价值。因此对煤中微量元素地球化学的研究,能为减少和控制环境有害微量元素对环境的影响提供理论依据,具有重要经济意义。在河南省内,虽然由燃煤造成的中毒、环境污染很少报道,但一些矿区矸石山、土壤中一些有害元素含量超过国家相关环境标准,所以对河南省内煤中微量元素研究仍有必要。河南省内煤中微量元素的研究相对较少,尤其是构造煤中微量元素的研究更少。本次选择构造煤广泛发育的新密煤田裴沟矿主采煤层二1煤作为研究对象,采用全层刻槽采样,采集1个底板、15个煤分层和2个顶板共18件样品,对各煤分层中主量元素、硫、汞、稀土元素和十几种重金属元素的地球化学特征进行了系统研究。通过与国内外主要煤盆地煤中微量元素含量作比较,以及计算各微量元素的富集系数,对微量元素的富集性进行了判定。对比分析了微量元素在垂向分层中含量的变化特征,初步分析了汞、稀土元素和十几种重金属元素与煤中无机矿物的相关性,对元素的有机亲和性进行了判定;通过计算微量元素与不同无机主量元素之间的相关系数,结合矿物学、地球化学方法,对微量元素主要的赋存状态进行了判定,并利用扫描电镜微区能谱对个别元素赋存状态进行确定。研究结论主要有:⑴将裴沟矿二1煤中重金属和类金属元素平均值与克拉克值进行了对比,裴沟矿主采煤层中16种微量元素含量与克拉克值相比,V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ba元素为亏损元素;Hg、As、Mo、Pb、Sc、Th和∑REE元素为正常元素;Se元素为极富集元素。⑵裴沟矿二1煤中各重金属、类金属和REE元素在不同煤层,含量具明显的非均一性,部分相邻分层含量相差悬殊,构造煤演化过程中并未导致微量元素发生明显垂向迁移和均一化现象。⑶裴沟矿二1煤中砷多为有机态赋存;钒、铬主要赋存于黏土矿物高岭石、伊利石中,与硫酸盐、硫化物矿物有联系;硒主要赋存于黏土矿物高岭石中,与锐钛矿关系密切;铅主要赋存于黏土矿物高岭石中,部分可能赋存于黄铁矿中;钡与黏土矿物关系较为密切外,与硫酸盐矿物存在相关性;钪与煤中主要矿物均无明显相关性;钍主要赋存于黏土矿物高岭石中,部分可能赋存于黄铁矿、锐钛矿;铜主要以硫酸盐矿物或硫化物的形式存在;钼主要赋存于锐钛矿中;汞主要赋存于黏土矿物、方解石中;稀土元素主要赋存于高岭石中。