本次研究在充分调研国内、外文献及相关科学研究领域的基础上,利用ICP-MS、ICE-OES、AFS等精密仪器,对丁集煤矿11-2煤、13-1煤,以及矿区水体和土壤中51中元素的含量进行了测试,同时测定煤样品中如此多种元素含量在国内尚属首次。充分运用煤地球化学、环境地球化学、统计学等理论知识,系统探讨了煤中伴生元素的环境地球化学特征。并通过内梅罗指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对丁集煤矿区水体和土壤进行了环境影响评价。通过研究得出:(1)As、Se、Mo、Sb、W、Bi、Cd、Ni、B、Hg、Cu、Li在丁集煤中明显富集。P、Ba、Mn、Be、Ho、Dy、Sm、Y、Gd、Eu、La、Sr、Fe、Si、Mg、Ca、Na、K在丁集煤中表现为亏损。13煤大部分元素的含量要高于11煤,受顶底板的影响,一些元素在垂向上的分布表现出差异性,并且因不同煤层的沉积环境差异而改变,这种特点可以作为煤层对比的依据。(2)虽然Sr/Ba比值显示为明显的陆相沉积,但微量元素相关性、聚类分析和主成份分析均证明丁集地区11煤和13煤的沉积环境有海水影响的痕迹。(3)丁集煤中大部分稀土元素含量的平均值小于淮北煤田、华北石炭二叠纪煤,与中国平均值相比轻稀土部分亏损、重稀土富集。与世界煤中稀土元素的平均值相比,丁集煤中大部分稀土元素的平均值要高出许多,表现为明显富集。并且13煤中大部分稀土元素含量要高于11煤。首次发现顶底板中稀土总量要远少于煤中稀土总量,并且证明有溶液状态的稀土来源供给,煤中的稀土可能主要以有机态赋存。(4)总体来说丁集矿区地表环境污染不严重。土壤主要受到附近地表堆放的矸石堆影响,主要污染元素为Cd。采样区的天然河流受到丁集矿区排放的采矿废水影响,但分析表明同时还存在其他污染来源。研究发现丁集矿区附近水体中U含量要远高于世界河水U平均含量,可能是地质因素所致。