研究高硫煤的地球化学特征,对煤中硫的脱除及煤炭的清洁利用具有重要意义。本文以高变质程度广西合山、陕西韩城、河南猪头沟高硫煤为研究对象,利用激光拉曼光谱、X-射线衍射、X-射线荧光光谱、气相色谱-质谱等研究手段,分析样品的沉积环境、成煤母质、高硫成因等地球化学特征。取得认识有:由煤质特征分析知广西合山4^#煤、河南猪头沟1^#煤的全硫含量为4.75-6.94%、4.97-10.02%,有机硫含量在全硫含量中占比较高,均值分别为96%、89%,为超高有机硫煤;陕西韩城11^#煤全硫含量均值为3.34%,有机硫含量占全硫比例相对较低,均值为56%,为高硫贫煤。石村、桑树坪、猪头沟煤样随机镜质体反射率均值为1.77%、2.01%、2.32%。通过X射线衍射与电子显微镜结合发现,样品中主要检测到矿物有高岭石、方解石、伊利石、石英、黄铁矿等,且发现少量的金红石、勃姆石等。运用灰成分指数对煤层沉积环境进行分析,发现石村矿4^#煤Si O₂+Al₂O₃含量较高,猪头沟矿1^#煤Fe₂O₃+SO₃含量较高,说明猪头沟矿聚煤环境较其它两矿区处于相对闭塞的沼泽环境,根据滞留指数分析桑树坪矿11^#煤泥炭堆积期水动力条件较强,可能是受海水作用的影响。选取不同测试点进行激光拉曼光谱测试,随着镜质体反射率R_o增大,D峰位置呈现向低波数位置移动的趋势;G峰与D峰的峰位差、峰面积比、峰高比整体出现上升趋势。饱和烃色谱图中正构烷烃碳数分布形态前峰型、双峰型均有分布,且规则甾烷C₂₇、C₂₈、C₂₉呈不规则“V”字型分布形态,并在色谱图中检测到18α(H)奥利烷的存在,说明在成煤过程中有高等植物的贡献,母质来源为低等水生生物和高等植物的双重贡献。由Pr/Ph、Pr/n C₁₇、Ph/n C₁₈关系图显示三个研究区域煤样整体处于还原环境下,母源为混合源。结合黄铁矿的细胞充填状分布形态,说明研究区煤层在沉积环境中受到岩浆热液的影响。由正构烷烃奇偶数碳优势OEP值小于1,且在色谱图中出现UCM鼓包现象,指示在沉积过程受到了不同程度的微生物降解作用。低抽提率、低饱芳比、Ts/(Ts+Tm)比值,均说明三个研究区样品的热演化程度较高。芳香烃化合物可溶有机质组成特征中含硫化合物占优势,桑树坪矿11^#煤含硫化合物明显低于石村矿4^#煤及猪头沟矿1^#煤,与其有机硫含量在全硫含量中占比相关。萘系列化合物中,随着变质程度的增高,三甲基萘甲基重排作用更加明显,致使三甲基萘在萘系列化合物中相对含量逐渐降低。菲系列化合物中,甲基菲的分布形态特征整体表现为9-MP>1-MP,2-MP>3-MP,说明三个研究区煤样有机质母源的双重输入特点。石村、桑树坪、猪头沟煤样甲基菲指数F₁>0.77、F₂>0.42,属于高熟区,与饱和烃分析特征一致。在三芴系列化合物硫芴系列相对含量均大于氧芴相对含量,指示了海相还原的沉积环境。二苯并呋喃4个异构体整体上呈不规则“V”字型分布特征,同样说明其沉积环境以海相沉积为主。对于噻吩类化合物的分析,相对丰度整体表现为甲基二苯并噻吩>二甲基二苯并噻吩>二苯并噻吩,且二苯并噻吩成熟度参数受到变质程度与有机硫含量的影响,可作为判断高硫煤的成熟度参数。