中国南方扬子地区下寒武统黑色页岩分布广泛，主要由黑色页岩、黑色白云质页岩，黑色粉砂质页岩和黑色硅质页岩等组成；并伴生有较厚的磷块岩矿床、钒矿床和镍、钼多元素硫化物矿床。对黑色页岩岩石学特征、元素地球化学特征进行系统研究，并详细分析微量元素的富集成因，结果表明：黑色页岩主要形成于静水还原的浅海—半深海缓坡环境，层状元素富集带为沉积成因，海底热流体提供了丰富物质来源。总体上，Co、Be、Mn、Ga等元素含量较低；Cu、V、Ni、Mo等元素的含量较高，多数超过北美页岩平均值；以Ni、Mo为主的多元素富集层通常位于磷块岩之上，以黑色页岩、黑色白云质页岩中的硫化物和硫酸盐矿物为主要载体，其中有机碳（TOC）含量可达12.2%以上，远高于其他元素富集层，随着页岩内硅质成分增加，Ni、Mo、Fe、Co等元素含量明显降低；以V为主的多元素主要赋存于黑色硅质页岩中的水云母，与页岩内硅质成分具有较好的正相关关系；黑色页岩中稀土元素含量为(76.22~290.67)×10-6，轻重稀土比值LREE/HREE介于1.21~4.22，说明轻稀土更为富集，Sr/Ba值为0.04~0.34，δEu正异常，且北美页岩标准化配分曲线呈现平缓左倾，为沉积过程中存在海底热水流体提供了进一步证据。

运用电感耦合等离子体质谱(ICPMS)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法对重庆龙潭组煤中稀土元素的地球化学特征进行研究。结果表明，各煤样稀土元素分布模式相似，总体呈左高右低的宽缓的“V”型曲线，轻稀土曲线段“右倾”，重稀土曲线段较为“平坦”，成煤沼泽受陆源碎屑影响较大。南桐5#煤稀土元素含量高，接近全国平均值的2倍，受汉南古陆、大巴山古陆和龙门山岛屿控制，少量陆源碎屑物来自康滇古陆。东林6#煤中的稀土元素含量低于全国平均值水平，海水作用明显，煤样中稀土元素含量未受碱性火山灰的影响，但其底板受碱性火山灰影响强烈。根据煤层稀土元素含量及其比值分析，研究区龙潭组为海湾/潟湖潮坪及浅海碳酸盐沉积的沉积环境。

煤中硫是多种有害微量元素的重要载体。基于形态硫分析、电感耦合等离子质谱及X射线衍射等方法分析沁水盆地晚古生代煤中硫和有害微量元素的分布规律，探讨了煤中硫对有害微量元素富集的影响，运用带能谱的扫描电镜和光学显微镜划分煤中硫化物的微观赋存特征。结果表明，沁水盆地煤中硫整体上以有机硫为主，平均占全硫的78%，只有在太原组个别高硫煤中以黄铁矿硫为占优势。显微镜和扫描电镜下可识别出煤中黄铁矿的微观赋存状态包括莓球状、薄膜状、晶粒状、结核状、团窝状黄铁矿和细粒黄铁矿集合体，白铁矿的微观赋存特征包括聚片状、板状和矛头状白铁矿，部分白铁矿与黄铁矿共生。沁水盆地煤中有害微量元素含量整体较低，黄铁矿是有害微量元素As、Se和Hg的重要载体，而有机硫决定了煤中U的富集。研究认为，成煤时期海水对泥炭沼泽的影响导致太原组煤中全硫和黄铁矿硫较高，太原组煤中硫的来源具有多样性，煤中黄铁矿具有多阶段演化的特点。

锡（Sn）被认为是具有环境负效应的元素。近年来，不同地区的沉积物样品显示近几十年来地壳中的Sn明显快速上升，并认为煤炭的燃烧可能是导致环境中Sn含量增加的重要途径。锡在中国煤中的平均含量约为3.38 μg/g，略高于世界煤中Sn的均值，与上地壳的含量基本持平。由于煤中Sn的含量在10-6量级，因此，在测试过程中可以考虑选择利用ICPMS和高精度AAS结合微波消解技术对Sn进行测定。因为该元素本身在煤中含量微少，几乎不以独立的矿物相存在，因此鲜少有文献报道。但在本文中，还是提出了几种Sn在煤中的可能存在方式：锡石态、硫化物态、钽铌矿物中的类质同象、有机结合态、硅酸盐矿物中的类质同象，以及非紧密结合的可交换离子态。并以中国典型的高Sn煤层为例，分析了高Sn煤出现的可能原因。此外，当煤中Sn的赋存状态为可交换离子态与有机质结合态时，部分Sn可以在煤的开采和燃烧中迁移并进入环境，应当予以关注。

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征，采用光学显微镜、扫面电子显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成及形态特征，应用电感耦合等离子质谱（ICPMS）方法测定煤中多种微量元素含量，运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明：5号煤中Li、Be、F、U、Hg 5种元素相对富集，含量高于研究区6号煤及中国煤中含量水平。5号煤中Li、F、Ga、Se无机亲和性强，Be、As、U为亲有机元素；Hg与硫含量显著正相关。各元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态赋存。

为研究云南临沧勐托新近系褐煤的微量元素地球化学特征，共采集了11个褐煤样品，采用ICPMS和ICPCCTMS(As和Se)对煤中微量元素进行了测试。结果表明：与中国煤相比，勐托褐煤中Rb(96.1 mg/kg)、Sb(15.3 mg/kg)和Cs(25.9 mg/kg)显著富集，W(10.6 mg/kg)和U(20.2 mg/kg)富集，Be(7.84 mg/kg)、Ga(16.1 mg/kg)、As(11.6 mg/kg)、Cd(0.67 mg/kg)、Sn(6.66 mg/kg)、Pb(34.6 mg/kg)、Bi(3.86 mg/kg)和Th(28.2 mg/kg)稍富集，微量元素组成与大寨富锗煤不同，与酸性花岗岩物源供应有关。勐托褐煤中REY含量范围为121~420 mg/kg，平均251 mg/kg，均较大寨富锗褐煤高，且以Ce显著正异常和Eu显著负异常为特征，明显区别于大寨褐煤，Eu负异常和上陆壳标准化的REY分配模式均表明勐托褐煤中稀土元素受盆地周边花岗岩风化陆源碎屑供应影响。

运用电感耦合等离子体质谱（ICPMS）对渭北煤田韩城下峪口矿二叠纪主采煤层及其顶底板中的稀土元素进行了测定。在此基础上，全面分析了稀土元素的含量特征和分布模式，探讨渭北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及赋存状态。结果表明：与华北和中国煤均值相比，本区煤层中稀土元素相对不富集，∑REY平均含量为87.70 μg/g；剖面上，2号煤中稀土含量稍高于3号煤，3号煤层中自上而下，稀土元素含量呈降低的趋势，在顶底板中出现富集。研究区煤层中轻稀土元素相对于重稀土元素明显富集，Ce呈微弱正异常，成煤沼泽受海水的影响程度较小。Eu明显负异常，且∑REY含量与CaO含量呈负相关关系，说明当时的成煤环境为酸性还原环境。煤层与其顶底板样品中稀土元素分布模式相似，成煤期间物质来源基本一致，陆源物质供应相对稳定。煤中稀土元素含量与灰分呈不太显著的正相关关系（R=0.216），表明煤中稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存。