晚古生代冰期是地史时期距今最近的类似于当今人类所处的第四纪冰期的一次冰室气候期。研究晚古生代冰期对于人类造成的―冰室气候向温室气候的强制性转变‖这一现况而言有着重要借鉴意义。华北地区石炭纪-二叠纪所处的东特提斯域对于LPIA的响应不同于盘古大陆西缘的泛热带干旱化,其上成煤植物群的爆发与消亡也是冰期的关键控制因素之一。成煤植物群作为新生陆源阳性碳汇,其有机体化石也是研究当期碳循环信息的良好材料。年代地层学证据表明西山地区太原组沉积时期恰好包含一个完整间冰期-盛冰期-间冰期的冰室气候旋回,本文以有机质稳定碳同位素以及元素地球化学等手段对西山地区太原组煤及细粒岩进行分析。研究结果显示:元素地球化学特征Sr/Ba（0.62）反映当期具受淡水影响的过渡水体特征;δU（0.96）、V/Sc（8.75）反映当期氧化-还原环境震荡但偏弱还原的特征;C值（0.54）、ΣREE(301.11×10^-6)反映当期气候背景相对湿润。有机碳同位素地球化学特征反映晚石炭-早二叠世期间华北板块共存在三次超过-2‰的碳同位素负漂。这三次碳循环扰动事件中首尾两次与元素地球化学特征反映的氧化淡水水体以及干燥气候背景相关。通过华北中部晚石炭-早二叠世古气候记录的研究,结合全球大气pCO₂、海相碳酸盐岩碳同位素与有机碳同位素,发现第一次碳循环扰动响应于晚石炭世末期的全球变暖;第二次碳循环扰动响应于华北板块石炭-二叠纪界面的暴露;第三次碳循环扰动响应于华北北缘火山的强烈活动时期以及引起冈瓦纳北缘裂解的大火成岩省喷发。