煤层作为地质信息的载体,蕴含着成煤植物生长时的环境信息及所经历的地质作用。研究区位于滇东黔西富煤区,晚二叠世时处于海陆过渡相,煤炭资源丰富,煤层出露好且保存完整,是进行煤地质学研究的理想地点。晚二叠世是特殊的地质历史时期,中晚二叠世之交,发生了瓜德鲁普期生物灭绝,晚二叠世末期发生了地史上最严重的生物大灭绝,且在该时期内,发生了古特提斯洋板块俯冲以及频繁的火山喷发。峨眉山大火成岩省(Emeishan Large Igneous Province,ELIP)的剥蚀产物大量的输入相邻的含煤岩系中,含煤岩系与ELIP构成了独特的源-汇系统。基于源-汇系统间的物质联系,可以重建ELIP的剥蚀序列和蚀源岩的矿物质组成。晚二叠世频繁的火山喷发,形成了大量的火山灰层,前人对于华南地区广泛分布于PTB(Permian-Triassic boundary,二叠纪-三叠纪界限)附近的火山灰的矿物学和地球化学特征进行了大量的研究,但对于形成于生物大灭绝以前的火山灰研究较少。并且,前人对该区煤中矿物质的研究,仅局限于少数几个煤层,很少有人系统的研究该区晚二叠世煤层中矿物质的组成及其地质意义。因此,选取了位于贵州西部盘州市的火铺井田,系统的采集了晚二叠世从顶到底的煤分层、顶底板、夹矸、碳质泥岩以及长兴阶的多层火山灰,研究其矿物学和地球化学组成及其控制因素,以揭示其记录的地质信息。火铺井田晚二叠世煤总体为中灰分到高灰分煤、中挥发分到高挥发分烟煤;从特低硫煤到高硫煤都有分布,以特低硫煤为主。使用莱卡偏光显微镜对煤中显微组分进行定量,发现煤中显微组分以镜质组和惰质组为主,类脂组含量很少,且只出现在个别样品中。镜质组中以基质镜质体和均质镜质体为主,结构镜质体含量很少。惰质组中主要为丝质体和半丝质体,其次为碎屑惰质体,另有少量的微粒体和粗粒体。火铺井田煤和岩石样品的地球化学和矿物学特征表明控制其矿物质组成的地质因素有康滇古陆和酸性火山弧供给,热液流体侵入,频繁的小规模火山活动以及海水入侵等如下几个方面。(1)康滇古陆和酸性火山弧供给。Al₂O₃/Ti O分布图、Zr/Ti O₂-Al₂O₃/Ti O₂和Nb/Yb-Al₂O₃/Ti O₂分布图、稀土元素配分模式图等共同表明,煤中的矿物质既受到了玄武岩的影响,又受到了碱性-中酸性岩的影响,而顶底板、夹矸、碳质泥岩则主要受高钛玄武岩和低钛玄武岩的影响。Al₂O₃/Ti O₂比和Eu的负异常表明,龙潭组最底部的煤层及其顶底板的沉积物为中酸性,可能是峨眉山大火成岩省顶部的中酸性岩风化蚀变的产物。在整个纵剖面上,研究样品的Al₂O₃/Ti O₂比和Eu异常指示其蚀源岩在中-酸性岩和玄武岩之间变换。龙潭组中上部源于酸性岩的沉积物不是来自ELIP顶部的酸性岩,而可能是来源于古特提洋板块俯冲产生的酸性岩浆弧。根据源汇系统的流域分布,认为酸性岩浆弧可能沿小江断裂带分布。(2)热液流体侵入。多期次的鲕绿泥石,呈脉状充填的碳酸盐矿物,呈脉状分布的含稀土的磷酸盐矿物以及脉状石英,充填裂隙的锐钛矿,共同表明煤层和岩层受到了多期次热液流体的侵入。(3)高含量的硫以及大量存在的莓球状和自形黄铁矿,则表明煤层和顶底板受到了海水的影响。(4)频繁的小规模火山活动。在整个剖面上,除了在龙潭组上段(长兴阶)发现的多层火山灰层外,在龙潭组中段(吴家坪阶)的多个层位,也发现了火山喷发成因的石英,但未形成火山灰层,表明当时存在小规模的火山喷发。基于高岭石和伊蒙混层的相对含量,将本研究中的火山灰分为tonstein和K-bentonite,其矿物含量分别以高岭石和伊蒙混层为主,分别大于50%。K-bentonite样品的硫含量和Sr/Ba比值都较低,指示K-bentonite中的伊蒙混层形成于非海相环境的埋藏作用。基于地温梯度(30℃/Km)和火山灰附近煤分层的镜质组反射率值(约1%),认为伊蒙混层形成时的温度小于100°C。在tonsteins中发现的蠕虫状高岭石、高温石英和自形锆石表明火山灰具有中-酸性火山碎屑成因,而tonsteins和K-bentonites中的磨圆石英和陆源云母碎屑则表明火山灰中注入了来自蚀源区的剥蚀产物。Eu负异常,REY配分模式,低含量的Sc,V,Cr,Co,Ni和Zn,共同表明tonsteins和K-bentonites的形成与酸性火山喷发有关。Al₂O₃/Ti O₂比,Nb/Yb与Al₂O₃/Ti O₂和Zr/Ti O₂之间的关系则表明火铺井田的tonsteins和K-bentonites至少有以下酸性岩来源:(a)与远处的火山弧有关的火山喷发,(b)峨眉山大火成岩省消亡期形成的酸性火山喷发以及来自康滇古陆基底酸性岩的剥蚀产物。