地球历史上发生过多次大规模生物集群灭绝事件。其中二叠纪．三叠纪之交（P-T）的生物大灭绝，摧毁地球上90％以上的海洋生物种，70％的陆生脊椎动物属和大多数的陆生植物，是地史上规模最大的一次生物灭绝。与生物灭绝有关的事件研究成为科学界的热点和前沿领域。对它们的认识有助于理解和把握生命和地球演化史上的一些关键问题，对当代地球环境变化和人类生存状况提供借鉴。P-T界线生物灭绝的特点及地层沉积记录指示，当时可能发生了一系列突发性重大地质事件，包括火山喷发、陨石撞击、海洋缺氧、酸雨、甲烷水合物释放、海平面升降、海洋翻转等。与生物大灭绝之间的成因联系是P-T界线事件研究的关键。目前有两种主要观点：火山喷发说和陨石撞击说。但界线地层的标志性沉积记录重复性差，或具有不确定性，使它们之间的争论不曾停止。位于浙江省长兴县的煤山P-T界线地层是国际二叠系-三叠系层型剖面和点（GSSP），是国际上关注最多、研究程度最高的界线地层之一。煤山剖面已经发现的异常沉积记录和现象，包括有机碳和无机碳同位素、O、S、Sr同位素、稀土及其他微量元素、分子化石、石膏、富勒烯及其包裹的稀有气体、高温石英、微球粒、Ir等铂族元素、陨石碎片、地外氨基酸等。中国科学院南京地质古生物所金玉玕院士和美国加州理工大学F．Kyte教授组织的“中国煤山二叠-三叠（P-T）生物灭绝事件国际合作项目”，旨在澄清P-T界线研究的争议，揭示P-T界线事件的本质。他们在煤山D剖面西边150米和550米两处钻孔，穿越P-T界线，取得新鲜的钻孔样品。此外，对煤山剖面关键沉积记录在不同实验室进行盲测对比，特别关注有关陨石撞击的记录和证据。本论文研究是该合作项目的一部分，重点剖析煤山剖面P-T界线地层矿物学和有机地球化学特征，进而揭示它们的科学意义。主要研究内容包括三个方面：一是分离界线样品中的元素碳和有机碳，包括多环芳烃（PAHs）、黑碳（BC）、纳米金刚石、富勒烯(C₆₀)等；二是寻找界线地层中的草莓状黄铁矿，以及其产出特征的研究等；三是寻找与撞击事件相关的矿物学证据，如冲击矿物、纳米金刚石等。本研究的创新点主要体现在两方面：（1）首次在煤山剖面P-T界线地层系统发现细粒草莓状黄铁矿，它是海洋贫氧沉积环境的重要指标；（2）首次系统分析P-T界线地层中的黑碳（BC）和燃烧源多环芳烃（PAHs），进而提出煤山地区二叠纪末期发生了强烈的大火事件。主要研究成果和认识包括：（1）利用光片原位观察，结合酸溶分离富集的手段，在煤山P-T界线的黄铁矿壳层、25层、26层、28层和29层分别发现大量颗粒细小的草莓状黄铁矿（直径平均4.6-87μm，标准偏差1.7-3.5μm）。细粒草莓状黄铁矿指示了界线地层贫氧的沉积环境，贫氧事件发生的层位与生物灭绝线一致（即25层底部的黄铁矿壳层），表明贫氧事件可能是生物灭绝的直接原因和延迟生物复苏的一个重要因素。（2）煤山剖面P-T界线地层BC和燃烧源PAHs在MSC23-2、MSC24c、MSC24ec和26层出现四个明显的高值，其中26层峰值特征最明显。BC和PAHs含量从25层底部逐渐上升，至26层最高，到27层后迅速下降到背景值。BC、BC／TOC、δ¹³C_BC、PAHs等指标反映二叠纪末期出现多次大火事件，大火事件在三叠纪早期出现长期间断。事件层大火（对应26层）可能具有阶段性，大火的燃烧源除地表植被外，可能还包括泥炭、煤、甲烷水合物等。事件层大火是二叠纪末期的最后一次，也是规模和强度最大的一次燃烧，大火加速了地球表层环境的恶化和生物的灭亡。界线地层中BC和PAHs还表现为长兴组高背景的周期性波动和上部殷坑组低背景的平缓变化，反映了生物灭绝前后陆地生态系统由兴盛到衰败的转变；（3）在事件层（25层）中发现高温石英、锆石和铁质球粒等，揭示了界线粘土的火山成因；在黄铁矿壳层（25层底部）中发现了C₆₀，与贫氧事件和生物灭绝事件出现在同一层位，可能指示了大火事件。此外，在界线粘土中没有找到纳米金刚石。（4）综合分析认为，在P-T之交，地球上发生了强烈的火山活动，大规模火山喷发引燃了猛烈的大火，二者共同作用，造成全球气候环境的剧烈变化，并引起贫氧事件的发生。这一链条反应可能是导致生物灭亡和全球生态系统崩溃的主要原因。