为探讨煤层生物甲烷的成因类型,本文首先选取不同煤阶的新鲜煤样作为研究对象,运用Miseq高通量测序技术研究煤层本源微生物的多样性,随后以内蒙（NM）褐煤和鹤壁（HB）瘦煤为降解底物,通过GC-MS、Illumina-Miseq、离子色谱等测试技术分析产气过程中气体组分、液相产物、菌群演替、无机离子的变化规律探讨生物甲烷的成因类型及其二氧化碳和氮气的生物成因。为进一步研究煤制生物甲烷的产气机理及提升产气效能,对内蒙菌群进行仅以煤为碳源的逐级传代驯化,评价菌群驯化后的产气效果,并从微生物群落结构演替、微生物网络关系及基因功能差异等方面揭示菌群驯化对产气的促进机理。取得主要研究结果如下:（1）煤中微生物经高通量测序后共获得古菌域中以广古菌门为主,微量存在奇古菌门、Pacearchaeota、Woesearchaeota的4个门;细菌域中主要以厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门为主,同时检测到微量的酸杆菌门、绿弯菌门、疣微菌门、浮霉菌门、硝化螺旋菌门。本源菌群在煤层环境中的群落结构与分布特点受煤阶、煤中微量金属元素、温度、深度、地下水动力条件等的影响。（2）生物甲烷产出的过程中伴随着氮气、二氧化碳的产生,是多种微生物共同作用的结果。NM煤中菌群的多样性和较低的变质程度使得生物产气高峰早于HB,液相产物的种类和丰度高于HB。微生物对两种煤的利用均呈现阶段性,产气过程中不同的菌群与代谢底物决定了甲烷生成的不同类型。值得注意的是,不同产气阶段均有二氧化碳的生成,它能够以HCO₃^-的形式被氢营养型的产甲烷菌利用生成甲烷;同时水解酸化细菌作用后生成小分子物质如醇类、酸类和甲胺等甲基类物质被乙酸发酵型和甲基营养型产甲烷菌利用生成甲烷。同时水解作用生成的胺类物质在参与氮循环的微生物作用下经硝化和反硝化作用生成氮气。（3）内蒙菌群经过5代驯化后,菌群在膜运输、细胞运动和外源物质降解能力等方面的基因功能丰度显著提高。细菌和古菌群落的多样性显著增加,能与产甲烷菌互营共生的菌属丰度和种类呈上升趋势。发酵体系中的产甲烷能力大幅提升,累计产气量从驯化前的4.26 mL/g提升至9.26 mL/g,产气周期延长,且产气周期由28 d延长到30 d,氮气的累计产气量随着驯化的进行显著下降。该研究丰富了煤层微生物的多样性,为煤层气生物成因和MECBM提供了实验基础。