霍西煤田灵石矿区含煤岩系主要为石炭-二叠系太原组与山西组,矿区内可采煤层埋藏浅、煤质优良,是山西省主要的炼焦煤产地。前人曾对霍西煤田石炭-二叠系的沉积、构造特征进行过深入研究,但对其煤岩学、煤地球化学特征研究甚少。本文以煤田地质学、煤岩学、煤化学和煤地球化学等专业理论知识为基础,采用宏观与显微煤岩学观测、X射线衍射、电感耦合等离子质谱等方法,通过煤岩组分分析,结合工业分析参数和相关测试结果,探讨煤中常量元素和微量元素地球化学特征,揭示煤中常量和微量元素的赋存状态,进而为了解含煤岩系伴生元素富集特征、矿区内煤炭高效开发利用提供科学理论依据。得出以下认识:1、灵石矿区1号煤为高粘结性煤,低水份、低中灰分、中挥发分、特低-低硫分煤焦煤;9、10号煤均为中粘结性煤,其中9号煤为低水分、特低灰-低灰、中挥发分、高硫分焦煤;10号煤为低水分、低灰-中灰、中挥发分、高硫分焦煤。2、灵石矿区1号煤宏观煤岩类型为光亮型煤,9号和10号煤的宏观煤岩类型均为半亮型煤。1号、9号和10号煤的有机显微煤岩组分均以镜质组为主,惰质体次之,壳质体较少;无机显微组分主要为粘土矿物和黄铁矿。1号煤的原始成煤沼泽环境为滞留潮湿—覆水森林沼泽相,9号煤为滞留强覆水森林沼泽相和流动潮坪—泻湖沼泽相,10号煤为流动潮坪—泻湖沼泽相和滞留潮坪—泻湖沼泽相。3、灵石矿区1、9、10号煤中SiO2和Al2O3的赋存状态多为硅铝酸盐矿物结合态;1号煤中CaO和P2O5的赋存状态应该与碳酸盐矿物或磷酸盐矿物有关;9、10号煤Fe元素多以黄铁矿形式赋存,是频繁海进海退成煤环境的产物。4、灵石矿区1号煤中Sb、Li元素,9号煤中Mo、Bi元素,10号煤中的Mo、As、Bi、Sb、W、U、Li元素富集系数均大于6,为煤中富集元素;1号煤中Sb元素主要赋存状态与黄铁矿、硫化物等有关;Li元素主要赋存于粘土矿物中,如高岭土等。9号煤中Mo元素的赋存形式与黄铁矿有关;Bi元素赋存形式与硅酸盐矿物、硫化物等有关;10号煤中Mo、Sb、As和Bi元素可能赋存于黄铁矿中;Li和U元素赋存于硅铝酸盐矿物中;W元素的赋存状态则可能与碳酸盐矿物有关。