准格尔煤田位于鄂尔多斯盆地东缘,是盆地的重要组成部分,属于晚古生代石炭—二叠纪特大型煤田,含煤层系包括上石炭统本溪组、太原组和下二叠统山西组,含煤岩系总厚110~160 m,煤系地层的基底为中奥陶统石灰岩,其上覆地层为下石盒子组、上石盒子组、石千峰组、刘家沟组等非含煤地层。串草圪旦煤矿,位于准格尔煤田东南部,北邻哈儿乌素露天煤矿,南接河东煤田,主采煤层为山西组的4、5号煤层和太原组的6、9号煤层,煤层厚度大,层间距小,且地质及水文条件简单,顶底板以粉砂岩为主。以准格尔煤田串草圪旦5号煤为研究对象,综合运用煤岩学、矿物学、煤地球化学方法对5号煤的煤岩煤质特征、矿物学及地球化学特征进行分析研究,取得了如下认识:(1)5号煤以半亮型煤和半暗型煤为主,其次为光亮型煤,少见暗淡型煤;半镜质组含量较高;高灰分、中挥发分、低水分的煤质特征;硫含量较低,为特低硫煤。(2)5号煤中发育高岭石、磁铁矿、石英、方解石、黄铁矿、石膏等多种矿物,其中高岭石极其发育,平均含量达到矿物总量的97.92%;磁铁矿次之,其余矿物只在个别样品中被检测到。(3)分析测试了5号煤中常量元素,Si O2、Al2O3含量(平均为51.70%、42.42%)远高于其他元素;其次为Fe2O3和Ti O2(平均含量为1.99%、1.67%);Ca O、K2O、Mg O、Na2O、P2O5的含量较低。(4)Hg、Be、F、U在煤中富集,平均含量较高;As的含量较低。其他的微量元素中,Li、Ni、Se、Zr、Nb、Cd等元素在煤中含量较高,而Cr、Sr等元素含量较低。(5)通过对煤中有害元素与煤物质组成的相关关系研究,结合R型聚类与元素共生组合相关分析,Be、As、U在煤中主要为有机结合态赋存;F在煤中主要为无机结合态;Hg于煤中以硫化物结合态赋存。(6)通过w(Sr)/w(Ba)、w(V)/w(Ni)、w(V)/w(V+Ni)、w(Sr)/w(Cu)、∑REE等地球化学指标,对煤层形成时的沉积环境、水体条件进行了定性分析,认为研究区在晚古生代末期泥炭沼泽受海水影响,还原性较强,古盐度较高,造成了5号煤中Li、Be、F、Ni、Se、U等元素的相对富集,而As、Sr、Sb、Cs等元素相对贫乏。