鲁西地区石炭二叠纪地层中赋存有十余层高岭石粘土岩，多以煤层顶板、底板或夹矸形式产出，因而可以作为伴生矿产与煤同时开采，是一种开采成本低、利用价值高、资源丰富的矿产，但其中普遍含有铁、钛杂质量。这些杂质元素含量过高，将严重影响其化学性能和利用价值。除铁的问题一直是高岭土选矿的关键。而铁在高岭石粘土岩中赋存状态的研究直接关系高岭石粘土岩除铁工艺的选择及深加工利用。本论文通过对枣庄、新汶、章丘和淄博四个地区石炭二叠纪地层中高岭石粘土岩进行野外调查、采样，手标本观察、显微镜下分析、粉晶X射线衍射分析、反射光谱分析、化学分析、电子探针分析，系统深入地研究了鲁西石炭二叠纪煤系地层高岭石粘土岩赋存层位、岩石学特征、化学成分特征。然后根据这些研究成果分析总结了A层高岭石粘土岩、太原组中部煤层夹矸高岭石粘土岩和太原组底部高岭石粘土岩中铁、钛的赋存规律。 研究发现研究区A层高岭石粘土岩中铁质矿物主要是菱铁矿、针铁矿和赤铁矿，且以赤铁矿和针铁矿为主。钛的存在形式主要为锐钛矿和钛铁矿，并且在该层中的含量变化较小。太原组中部煤层夹矸高岭石粘土岩中铁、钛杂质的含量相对较少，铁杂质主要为黄铁矿和菱铁矿，以黄铁矿为主，钛杂质主要为锐钛矿和金红石。太原组底部粘土岩中铁、钛杂质以菱铁矿为主，其次为赤铁矿、针铁矿和黄铁矿，钛杂质主要为钛铁矿和板钛矿。研究区高岭石晶体中铁、钛以吸附型和结构型存在，两种形式铁、钛含量分别小于0.234％和0.020％。