本论文运用煤田地质学、煤岩学、矿物岩石学、煤化学、有机地球化学、元素地球化学以及数理统计学等理论,应用X-射线荧光光谱(XRF),光学显微镜、带能谱的电子探针(EPMA-EDX),电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等方法,对山西孝义高阳9-10-11^#含煤岩系中元素的分布规律和矿物质富集分异机理进行了深入的分析。山西高阳9-10-11^#煤的矿物学和地球化学组成的影响因素主要包括:(1)沉积源区的陆源碎屑输入;(2)成煤期和煤化作用期间海水的影响;(3)多期次热液的淋滤。高阳9-10-11^#含煤岩系的矿物组成主要有石英、高岭石、伊利石、伊蒙混层、黄铁矿、方解石、菱铁矿和锐钛矿;存在少量的钾长石、斜长石、水铝英石、白铁矿、磷锶铝石、磷灰石、菱锰矿等。高阳9-10-11^#煤富集Li,富集系数为6.17。煤中轻度富集Sr(285.44μg/g)、Zr(72.99μg/g)、La(26.50μg/g)、Ce(46.70μg/g)、Hf(2.54μg/g)、Ta(0.57μg/g)、Pb(17.46μg/g)、Th(7.02μg/g),它们相对于世界煤均值的富集系数分别是2.59、2.03、2.41、2.02、2.12、2.05、2.24和2.13。稀土元素总量(REY)范围为8.72μg/g~307.07μg/g,平均含量为121.71μg/g,为世界煤均值(68.47μg/g)的1.78倍,分布模式为富轻稀土型,稀土分布模式较为平坦,与成煤期受到了海水的影响相关。大部分煤分层表现为弱的Eu负异常,这与阴山古陆陆源区源岩的控制和海水的调节作用关系密切。Y/Ho在26.39-43.54变化,平均值为30,REY与Y/Ho负相关(r=-0.29)表明,来自阴山古陆的陆源碎屑是导致煤中稀土元素分布模式的主要因素。Sr/Ba为0.58-46.14,均值为4.17,Sr/Ba与灰分负相关(r=-0.1),表明陆源碎屑物质与淡水有关。高阳9-10-11^#含煤岩系不同煤阶的煤随着变质程度的逐渐增大,中重稀土元素的有机亲和力减弱,中重稀土从有机质中释放,稀土元素以OA结合态转化为无机结合态。Al₂O₃/Ti O₂比值为30-94.15,平均值为50.41,说明陆源区为长英质岩石(阴山古陆的钾长花岗岩)。夹矸和底板中的CIA值分别为98.58和88.86,数值较大,反映了源区遭受了强烈的化学风化,ICV值分别为0.57和0.24,较低的ICV值说明再旋回或沉积之后的风化作用产生了重要的影响。