本文综合运用煤岩学、矿物学、地球化学等多学科理论知识,采用煤的工业分析、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)等分析测试方法,对鄂尔多斯盆地南缘渭北石炭二叠系煤和彬长矿区侏罗系煤的煤质煤岩特征,煤中矿物和元素的分布规律、赋存状态及其富集的主控地质因素进行了系统研究。主要成果和认识如下:渭北石炭二叠系煤为中灰分的瘦煤、贫瘦煤,太原组11#煤为高有机硫煤(So,ad=3.85%),其它煤层均为低硫煤;煤中显微组分以镜质组为主,成煤期间受到较强的凝胶化作用,成煤植物组织保存较差。彬长矿区侏罗系延安组4#及4上煤为低灰、特低硫的长焰煤,显微组分以惰质组为主,煤层主要形成于氧化-弱氧化相对干燥的环境,成煤植物组织保存较好。煤中矿物主要为黏土矿物、石英、黄铁矿、方解石、菱铁矿、磷灰石、石膏和锐钛矿等;太原组煤中黄铁矿可呈莓球状、细粒分散状、团块状、结核状和后生脉状等多种形态,显示出其形成具有明显多期性,为海水对煤层形成过程中产生的影响提供了有力证据。渭北石炭二叠系煤中伴生金属元素Li(CC=11.79)呈高度富集,Li、Th和U主要赋存在黏土矿物中;环境敏感元素Hg(2.51)、Se(2.47)和Pb(2.29)呈轻度富集,Hg、Se、As和Pb主要赋存于黄铁矿中。彬长矿区侏罗系煤中伴生金属元素Cr、Co、Cu、Zn、Pb和Th的含量略高于世界煤均值。煤中F具有有机无机双重亲和性;Be主要赋存在黏土矿物和有机质中。与前人总结的华北晚古生代煤中稀土元素的分布规律不同,渭北煤田太原组煤中稀土元素含量(130.9μg/g)高于山西组煤(87.1μg/g)。煤中稀土元素主要以L-REY富集型为主;δEu多呈负异常,表现出强烈的母岩继承性;δCe显示弱负异常,煤层沉积环境介于还原至弱氧化之间。稀土元素的无机亲和性更强,主要赋存在黏土矿物和磷灰石中,黄铁矿富集稀土元素的能力较低。渭北煤田和黄陇煤田的物源主要来自秦岭古陆的花岗岩以及沉积岩区。研究区煤中微量元素的富集主要受控于陆源区母岩和沉积环境,酸性火山灰的输入和地下水的淋滤作用对煤中微量元素的富集也起一定促进作用。