二叠-三叠纪之交是生物圈发生更替的重要历史时期,二叠纪末期曾发生过地质历史上影响最大的第三次生物绝灭事件,致使大约97%的海洋生物与70%的陆地生物永远消失。陆相二叠-三叠纪由于缺乏古生物化石,不论是界线具体层位的确定还是古气候的相关研究难度较大。华北地区由于地层分布广泛且沉积序列发育完整,是全球陆相二叠-三叠系界线的研究重点区域。本文选择沁水盆地二叠-三叠纪过渡时期石千峰组顶部的灰岩与泥岩层为研究对象,运用X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）及同位素比质谱仪（IRMS）等方法对其矿物学、元素地球化学和同位素地球化学特征进行了系统的分析,得到以下主要结论:（1）通过对样品的岩石薄片与XRD分析,寺沟剖面的灰岩主要由方解石、石英组成;和顺剖面灰岩的主要矿物是泥晶方解石与细晶方解石,含少量的硅质结核以及碎屑物质;泥岩的主要矿物是石英,钠长石,伊利石。（2）样品的常量元素结果表明,寺沟剖面灰岩样品具有高的SiO₂、CaO和Al₂O₃,低P₂O₅、MnO、MgO;和顺剖面灰岩样品以SiO₂、CaO为主,泥岩样品以SiO₂、Al₂O₃为主。（3）样品的微量元素结果表明,寺沟剖面灰岩样品中稀土元素总量（ΣREE）偏高(229×10^-6369×10^-6),轻稀土元素相对富集（轻稀土（LREE）/重稀土（HREE）介于2.69与5.05之间）,Ce具负异常;和顺剖面灰岩样品的ΣREE在141×10^-6386×10^-6之间,LREE在108×10^-6310×10^-6之间,HREE在33.0×10^-676.0×10^-6之间,灰岩样品的Ce具负异常,Eu基本无异常,泥岩样品的ΣREE在155×10^-6250×10^-6之间,LREE在122×10^-6213×10^-6之间,HREE在33.0×10^-637.0×10^-6之间,Ce、Eu基本无异常。（4）通过对样品碳氧同位素的测试结果进行分析,寺沟剖面灰岩样品的δ¹³C在-5.99‰^-4.96‰之间,平均值为-5.46‰;δ¹⁸O_SMOW在+16.12‰⁺20.76‰之间,平均值为+19.08‰。和顺剖面灰岩样品的δ¹³C在-8.89‰^-5.06‰之间,平均值为-6.91‰,δ¹⁸O_SMOW在+16.11‰⁺18.30‰之间,平均值为+17.54‰。根据碳氧同位素值计算可得,寺沟剖面灰岩样品Z值在109¹12之间,和顺剖面灰岩样品Z值在103¹10之间。（5）两个剖面灰岩与泥岩样品的Al₂O₃/TiO₂比值说明其碎屑物质主要来自于长英质岩石,K₂O/Al₂O₃比值说明其碎屑物质中碱性长石的含量较低,泥岩源岩属性判别图解表明物源主要来自于长英质火山岩;Cd、Mo、V、Cr、U、Th、V/Sc、V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/（V+Ni）等元素含量及其比值表明处于氧化环境中;B、Sr、B/Ga、Sr/Ba、Z值表明为淡水沉积,含盐度较低;古温度值表明其沉积水体温度较高。