鄂尔多斯盆地是我国重要的能源盆地之一,煤炭资源丰富。近年来,因在准格尔煤田先后发现多处金属元素富集成矿而成为煤地球化学研究的热点地区。然而,盆地内其他地区是否也存在微量元素的富集,且造成盆地内不同区域元素含量差异的原因等有待进一步加强。而加强盆地内不同区域煤中微量元素富集成因的对比研究对鄂尔多斯盆地及其他沉积盆地煤中微量元素富集机制的研究具有重要科学意义,也对煤系矿产资源勘查开发具有重要的经济实用价值。本文以鄂尔多斯盆地晚古生代含煤岩系为研究对象,综合运用矿床学、煤田地质学、矿物学、煤岩学、煤地球化学以及统计学等理论知识,使用光学显微镜、带能谱的扫描电镜、高分辨率透射电镜、等离子体低温灰化仪、X射线分析仪、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、磷灰石单矿物分选等分析测试技术,对煤中微量元素的富集程度和时空分布特征进行研究,以煤中微量元素迁移富集过程中的“源”-“汇”条件为切入点,揭示了泥炭形成环境对煤中元素（Ga,Li,REY）的控制作用,深入研究了盆地不同煤田中控制煤中微量元素富集的复合成因类型。此外,从各赋煤构造单元的地质特征入手,在探讨煤地球化学特征对盆地地质演化响应的基础上,建立煤中微量元素富集的复合成因模式。（1）鄂尔多斯盆地晚古生代煤中富集（含轻度富集）元素的种类及含量总体上表现为北高南低、西高东低的趋势,且同一煤田不同煤中微量元素的富集特征并不均一。与世界煤均值相比,盆地西缘桌子山煤田3号煤富集Li、Th元素,10号煤中富集Li和Cs元素;贺兰山煤田4号煤富集Li和Pb元素,5号煤层高度富集Li元素,U元素为富集状态;宁东煤田5号煤富集Li和Th元素;盆地东北部准格尔煤田5号煤富集Be元素,6号煤层轻度富集Li、Th、Sr、In、Ga、Pb和REY元素;河东煤田5号煤层富集Li元素;盆地南部渭北石炭-二叠纪煤田太原组煤富集Ga和Li元素。（2）从太原组煤中微量元素的含量来讲,属于富集程度（CC>5）的微量元素总体较少,只有Li和Cs元素在桌子山煤田,以及Li和Ga元素在渭北石炭-二叠纪煤田处于富集程度。准格尔煤田、河东煤田河保偏矿区以及陕北石炭-二叠纪煤田总体上未有元素达到富集状态。虽然黑岱沟煤矿的Ga元素平均含量为48μg/g,但是准格尔煤田其他煤矿中Ga元素含量并不高,所以准格尔煤田6号煤层Ga元素含量总体上并未呈现富集状态。与太原组煤层相比,研究区山西组煤层中微量元素的富集程度明显增加,主要表现为在研究区含山西组煤层的煤田中大部分都有一些元素处于富集程度（除陕北石炭-二叠纪煤田）,比如桌子山煤田和宁东煤田的Li和Th,贺兰山煤田的Li、Pb和U,准格尔煤田的Be,以及河东煤田的Li元素。（3）按照不同煤层处于富集程度及以上的元素（CC>5）进行划分,研究区煤中富集的微量元素可以划分成4种组合类型大类,分别为Li-Th（U）-Pb、Li-Cs、Ga-Li和Rb-Cs组合类型。（4）X射线衍射、扫描电镜结果表明,研究区低温灰煤中的矿物成分主要为高岭石、伊利石、勃姆石、方解石、石英和黄铁矿,此外,还有少量的绿泥石、白云石、铁白云石、钠长石、一水硬铝石、菱铁矿、金红石、磷灰石、硫磷铝锶石、磷铝锶石和黄铜矿。运用高分辨率透射电镜结合面扫描、能谱、选区电子衍射和傅里叶变换,发现盆地南部东坡煤矿高硫煤中的纳米矿物主要有Si-Al矿物（高岭石、伊利石和绿泥石混层）、含S矿物（黄铁矿、辉钼矿）、含Ca矿物（方解石、白云石）、以及石英和锐钛矿。通过高分辨率图像结合傅里叶变换,本文进一步确认了高Ti高岭石中Ti元素主要以与高岭石共生的锐钛矿形式赋存。（5）综合运用煤岩显微组分特征、地球化学指标和矿物学特征,进行泥炭形成环境恢复,在此基础上,将煤中Ga、Li和REY含量与泥炭形成环境特征进行对比,揭示了泥炭形成环境对煤中Ga、Li和REY元素富集的控制作用。研究表明,相对碱性、弱氧化到还原、半咸水、水动力条件较强,成煤植物主要为脉羊齿和鳞木或楔叶类的泥炭沼泽有利于REY的富集;相对酸性、偏还原、半咸水、水动力条件较强,成煤植物主要为楔叶类的泥炭沼泽有利于Li元素的富集;相对酸性、弱氧化、淡水、水动力条件较弱,成煤植物主要为脉羊齿和鳞木的泥炭沼泽有利于Ga和REY的富集。（6）在盆地南部渭北石炭-二叠纪煤田含煤岩系中发现的锆石（c/a>2.5）-磷铝锶石-高温石英-磷灰石（六边形）-蠕虫状高岭石以及Eu负异常,表明在鄂尔多斯盆地南部5-2煤中有同沉积火山灰物质的输入。这些具有指示火山成因作用的矿物的类型和大小在煤中、夹矸和围岩中的变化趋势,表明这些火山活动可能是多期次的,且间隔时间较短,其物质成分主要为中性-长英质。（7）基于煤岩学、地球化学、矿物学证据,将鄂尔多斯盆地晚古生代煤中微量元素富集的成因划分为以陆源碎屑供给-泥炭形成环境为主导的盆地东北缘、以陆源碎屑供给-火山灰-低温热液流体为主导的渭北石炭-二叠纪煤田、以陆源碎屑供给-断裂构造-低温热液流体-煤变质程度为主导的西缘褶皱逆冲带和以陆源碎屑供给-低温热液流体-海水为主导的陕北石炭-二叠纪煤田四种复合成因类型,并对其成因进行详细探讨。（8）在揭示煤地球化学特征对盆地地质演化响应的基础上,建立了以下4种煤中微量元素富集的复合成因模式:①陆源碎屑供给-泥炭形成环境复合型。在该模式中,断裂和构造不发育,物源造成了研究区煤中微量元素的总体富集,但是泥炭形成环境的微变化导致了不同煤分层样品中元素含量的差异性变化。②陆源碎屑供给-断裂构造-低温热液流体-煤变质程度复合型。在该模式中,褶皱和断层非常发育,虽然物源可能为研究区提供了足够的碎屑来源,但由于构造变动频繁,由于剥蚀或冲刷导致了碎屑供给的流失,导致物源并未最终造成研究区元素的富集,而广泛发育的断裂构造为含硫热液流体提供了通道以及煤变质程度的增加等最终造成了研究区现今煤中元素的富集。③陆源碎屑供给-火山灰-低温热液流体复合型。在该模式中,物源为研究区提供了基础物质供给,可能造成了元素的轻度富集,但未达到现今如此富集的程度。而本身富集多种微量元素（如Ga、Li等）的中性-长英质火山灰的输入,以及本身或其中矿物可吸附围岩中微量元素的热液流体的侵入再次导致了煤中微量元素的二次富集。④陆源碎屑供给-低温热液流体-海水影响复合型。在该模式中,以陕北单斜赋煤带府谷矿区2号煤、4号煤和9号煤为例,着重阐述煤形成过程中煤中微量元素富集的主控因素的动态变化。