本文主要运用煤化学、矿物学和地球化学的理论和方法,基于对重点矿区的取样分析和研究区勘探成果资料和已发表的文献资料的大量统计数据的归纳总结,系统研究了黔西上二叠统龙潭组煤的煤化学、矿物学和地球化学特征,确定了黔西煤的煤质特征、矿物学特征和地球化学特征,并探讨了异常富集元素的分布特征和成因机理。主要认识如下:1、煤化学黔西煤主要以特低水分含量、低-中灰和低中挥发分产率、中高硫含量煤为特征。黔西煤灰分产率平均23%,受盆缘陆源碎屑和盆心海水侵入的影响,向盆地边缘和盆地中心灰分产率呈增高趋势。灰分产率自龙潭组下部-中部-上部表现出高-低-高的变化趋势,对应于海平面升-降-升的变化趋势,揭示灰分的高低与海平面变化密切相关。由西向东挥发分产率由低中挥发分过渡为特低挥发分,再过渡为低中挥发分产率,主要受区域热变质作用的影响,中部煤的变质程度的增高与含煤地层上覆地层厚度增大有关。煤中硫主要以黄铁矿硫为主。硫分含量自北西向南东逐渐增高,依次由陆相区的低硫煤过渡到过渡相的中硫-高硫煤和海相区的高硫煤。硫分含量自龙潭组下部-中部-上部表现出高-低-高的变化趋势,此与黔西地区龙潭组沉积期海平面升-降-升的变化趋势相吻合。故黔西煤中硫分含量受控于海平面的变化。2、煤矿物学煤中的矿物以石英、黄铁矿和累托石为主,高岭石、伊利石和白铁矿次之,含少量的锐钛矿、蒙脱石、石膏、坡缕石、铁白云石、绿泥石、钠长石、纤铁矾和四水白铁矾,与以前发表过有关该地区煤中富石英和硫化物的分布特征基本一致。受不同地质因素的影响,不同矿区或相同矿区不同煤层的矿物种类及含量存在很大差异。在织金凤凰山煤矿和文家坝煤矿,研究煤样具有特低挥发分产率(8.1%),出现三种与热变质成因有关的矿物组合,即累托石+黄铁矿组合、高岭石+累托石+石英+黄铁矿组合以及石英+累托石组合;在六枝六龙煤矿,研究煤样具有低挥发分产率(18.5%),出现石英+高岭石组合以及石英+伊利石+黄铁矿+白铁矿组合。在煤层中,石英、伊利石、高岭石、硫化物和锐钛矿接近顶板、底板或夹矸层位富集,揭示物源供给强度对其具有重要控制作用;碳酸盐矿物出现于碎屑成因矿物(伊利石,锐钛矿)含量较低的煤分层样品中,说明碎屑物质输入对方解石的形成起阻碍作用;累托石来源于煤变质过程中高岭石向累托石的转化,揭示其为热变质成因;黄铁矿的形成受控于源区物源供给强度、海水影响和沼泽pH条件。煤层中出现两种赋存方式的伊利石,即碎屑伊利石和同生伊利石。碎屑伊利石中钛含量较高,而同生伊利石钛含量很低;累托石以裂隙和细胞充填物方式存在;绿泥石与累托石共存于裂隙之中;黄铁矿以球形多晶草莓状黄铁矿、细胞充填黄铁矿、放射状黄铁矿晶体、有机质基质中的块状黄铁矿、它形分散状黄铁矿和充填裂隙的黄铁矿的形式存在,前三种赋存方式指示了黄铁矿的同生成因,后三种赋存方式指示其为次生成因;部分铁硫酸盐矿物与伊利石共存于细胞充填物中,这并不代表铁硫酸盐矿物的同生成因,而是细胞充填黄铁矿的氧化产物。部分铁硫酸盐矿物聚集于割理/裂隙附近,可能与低温热液流体沿这些渗透性通道侵入而导致先前黄铁矿的氧化有关;石膏也簇集于割理/裂隙周边,其为方解石和硫酸(硫化物氧化而来)反应产物。含有Si和A1成分的石膏的成因可能与石膏形成过程中流体沉淀的铝硅酸盐矿物(尺寸小于EDX光束范围)被包含于石膏晶体中有关。3、煤地球化学所研究的煤层样品常量元素以SiO2、Al2O3和Fe203为主体。除六枝六龙煤矿3号煤中富集K20和轻度富集Ti02,织金文家坝煤矿7号煤中K20含量轻度富集外,其他所采煤层中的常量元素含量与中国煤均值相似或亏损。黔西煤的常量元素均值与中国煤均值相似,但黔西地区黔北煤田煤轻度富集CaO和MgO以及兴义煤田煤轻度富集K2O。六枝六龙煤矿3号煤层富集Ta、Nb、V、Cr、Co、Cu、Sr、Nb和Ba,织金凤凰山煤矿23号煤层富集Li、Se、Nb、Mo和Ta以及27号煤层富集Se、Nb、Mo、Ta和U,织金文家坝煤矿6号煤层富集Ta和Li以及7号煤层富集Ta和Nb外,其他微量元素含量与中国煤微量元素含量均值相似或亏损。从已发表的有关黔西煤的统计资料来看,主要富集V、Cu、Mo、Sb、Ta、U、As和Hg,其他微量元素与中国煤均值相似或亏损;不同煤田煤中微量元素含量存在一定差异,黔北煤田煤富集Cu、Zn、Nb,织纳煤田煤富集V、Cu、Nb、 Mo、U和Ta,六盘水煤田煤富集V、Ni、Cu、Sb、Ta、U和Hg以及兴义煤田煤富集Li、V、Cr、Ni、Cu、Sn、Sb、Ta、U、F、As、Mo、Cd和Hg。六枝六龙煤矿煤层中的大多数微量元素(Be、B、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、 Se、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Sn、Cs、Ba、REE、Hf、Ta、Pb、Th和U)表现出铝硅酸盐亲和性,Hg、As和Mo主要赋存于硫化物中;织金凤凰山煤矿煤层中的大多数微量元素(Sc、 V、Cr、 Co、Ni、Zn、Ga、Rb、Sr、Zr、Nb、Sn、Ba、REE、Hf和Ta)表现出铝硅酸盐亲和性,Cu、As、Se、Sb、Pb和Hg主要赋存于硫化物中;织金文家坝煤矿煤层中的大多数微量元素(Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Zr、Nb、Sn、Ba、REE、Hf、Ta和W)表现出铝硅酸盐亲和性,Hg、Pb和Mo主要赋存于硫化物中。上述三个煤矿煤层中的Mn出现于碳酸盐矿物中。黔西煤中异常富集元素主要包括Ta、Nb、As、Hg、F和Mo。Nb和Ta主要赋存于铝硅酸盐矿物或重矿物,其异常富集区沿水城-紫云同沉积断裂分布,此位置与六枝-水城-带的三角洲朵体相重叠,此归因于龙潭组沉积期,北西-南东向展布的水城-紫云同沉积断裂为黔西地区北西方向碎屑物源的输入提供了便利的通道,碎屑物质沿此断裂搬运而进入沼泽;As、Hg、F和Mo主要赋存于硫化物中,其异常富集区主要分布于黔西南的兴义、兴仁、安龙和贞丰等地区,该区位于由北西-南东向的水城-紫云同沉积断裂、北东-南西向的师尊-贵阳断裂和册亨弧形断裂所夹持的近似三角区域,这些断裂为同期和后期流体活动和岩浆热液的活动提供了便利的通道。由此可见,构造背景决定了异常富集元素的分布范围。峨眉山玄武岩性质和物源供给强度是黔西煤中V、Cr、Co、Ni、Cu、Nb和Ta富集的主控因素;黔西煤中硫及亲硫化物元素的富集受控于峨眉山玄武岩性质、海水影响和还原条件的共同作用;黔西煤中异常富集的As、Hg、F和Mo受控于后期热液流体的控制。