煤是多种微量元素的载体,研究煤中微量元素在热演化过程中的赋存状态和迁移规律,不仅可以为还原聚煤环境提供支撑,还可为煤系矿产中关键金属元素的开发利用提供理论依据。本文以准格尔煤田官板乌素煤矿6#煤层为研究对象,运用煤岩学、矿物学、地球化学及统计学等多学科理论方法,研究微量元素在煤热演化模拟过程中的赋存特征和含量变化,揭示微量元素迁移规律。研究区6#煤层为低硫、低磷、中灰分、高挥发分煤,R_o,ran为0.55%,宏观煤岩类型为半暗型~半亮型。显微组分主要为惰质组,其次为镜质组,壳质组及无机组分较少。无机组分以粘土矿物为主,碳酸盐和氧化硅类矿物次之,主要矿物有高岭石、方解石、黄铁矿和菱铁矿等。开展了煤热演化模拟实验,发现煤中水分含量和挥发分产率随温度升高而降低,固定碳含量增大,灰分产率变化较小。镜质组含量随温度升高而增大,并在350℃后成为主要的显微组分;惰质组与壳质组逐渐减少,且壳质组在350℃后不再被检出。本研究温度范围内,煤中矿物未显著变化,仅部分矿物失水或分解。以6#煤中含量高于中国煤均值的微量元素为对象,结合逐级化学提取和数理统计分析,研究了原煤及半焦中微量元素赋存状态。发现原煤中Li、Ga、Sr、Zr、Th、REY主要以硅铝酸盐结合态赋存;U主要以硅铝酸盐结合态及有机结合态赋存;In和Pb主要以碳酸盐结合态赋存。随热模拟温度升高,不同相态微量元素均发生一定程度的迁移,Zr、REY、Th、U转为以有机结合态为主;Pb、In转为以硅铝酸盐结合态为主;Li、Ga、Sr仍以硅铝酸盐结合态为主。对比分析原煤和夹矸中微量元素的分布特征,发现存在明显的差异化富集现象,表明微量元素迁移并在两介质中分别富集。热模拟过程中样品损失率随温度升高而增大,半焦中微量元素浓度升高,产出水中降低,表明微量元素在生烃过程中未发生大规模迁移,仍主要赋存于固态产物。以微量元素的迁移率为评价微量元素在热模拟过程中迁移能力的依据,发现Li、Ga、Y、Zr、La、Pr、Er、Tm、Pb、Th等元素迁移能力较强,迁移率随温度升高而增大,Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Lu等元素的迁移能力受温度影响较小。350℃是影响煤岩煤质、矿物和微量元素赋存的重要转折点。当温度低于350℃时,上述煤地质学特征未发生明显变化;当温度达到350℃后,煤中水分、挥发分快速减少,惰质组与镜质组含量此消彼长现象显著,微量元素的主要赋存状态发生转变。影响煤热演化过程中微量元素迁移的因素包括热模拟实验条件、煤样品自身的特性、矿物的热稳定性、微量元素自身的特性和微量元素的赋存状态。本论文有图39幅,表13个,参考文献126篇。