寒武纪大爆发一直以来都是古生物等学科所关注的重点领域,在埃迪卡拉纪至寒武纪过渡期间地球后生动物门类首次大量出现,并于寒武纪早期快速辐射扩张,开启了以后生动物为主的地球海洋生态系统。而其中不同动物门类的起源与早期演化也是各领域学者所关注的焦点。扬子地块寒武纪地层出露良好,其中一系列特异埋藏化石群的发现,为揭示动物门类的起源和寒武纪大爆发的机制提供了独一无二的古生物学证据。腕足动物是地质历史上延续时间最长,并繁盛至今的一个后生动物门类。它与寒武纪早期的其他壳体化石一起最早出现在寒武纪纽芬兰世第二期,在经历了寒武纪第三期的辐射扩张之后,生物数量上逐步在古生代的海洋底栖群落中占据了主导地位。本文以鄂西、滇东寒武系第二统碎屑岩中的化石材料为主,辅以陕南地区的相关化石,对其中赋存的腕足动物化石多样性和地层分布进行了细致的对比研究。通过全面探讨华南寒武纪早期腕足动物化石的壳体形态特征、系统分类、壳层结构、生物地层和古生态等,以期进一步揭示华南寒武纪早期腕足动物的辐射扩张及其与寒武纪时期海洋底栖固着动物生态群落的协同演化。本文对鄂西寒武系第四阶石牌组中的腕足动物化石进行了详细的系统分类描述,目前共识别出6属7种(含1新种)及1未定属种,隶属于7个科,包括:Linnarssoniasapushanensisgen.etsp.nov.(乳孔贝科),Eoobolusmalongensis(始圆货贝科),Palaeobolusliantuoensis(圆货贝科),Lingulellotretaergalievi(舌孔贝科),Kutorginasinensis,Kutorginasp.(顾脱贝科),Nisusialiantuoensis(艾苏贝科)及Neobolidaegen.etsp.indet.(新圆货贝科)。在分类和组合上,鄂西寒武纪早期水井沱组的优势分子乳孔贝类,在其上覆地层石牌组中的数量也十分丰富。但经对比研究发现,石牌组乳孔贝壳体有所加厚,出现了肉茎管结构,经鉴定为1新种Linnarssoniasapushanensis。在新种出现的同时,水井沱组部分舌形贝类腕足动物化石(如Lingulellotreta和Palaeobolus)也延伸至了其上覆地层石牌组。此外,碳酸钙质壳腕足动物Kutorgina和Nisusia在石牌组上部的首次出现,代表了该类化石在鄂西地区的最低层位。本文首次在滇东地区石岩头组顶部发现了多门类骨骼化石,包括三叶虫、腕足动物、高肌虫、开腔骨、软舌螺、蒙古管、微网虫骨片以及大量未定种类的管壳类和球形类化石等。就腕足动物而言,此时该类化石属种较为单调。至其上覆地层玉案山组中上部的澄江生物群中,腕足动物化石属种多样性急剧增加,但此时并未形成稳定的壳体密集层。随后至红井哨组中上部和乌龙箐组,开始出现大量的单属种腕足动物壳体密集层,在乌龙箐组首次出现了乳孔贝类腕足动物(Linnarssoniasapushanensis)壳体密集层。研究表明,在寒武系第四阶至乌溜阶的凯里组,一些棘皮动物会固着在乳孔贝壳体表面。大量密集壳体的出现为表栖固着滤食生物提供了固着和发展平台,并在海洋底质改造和硬化的过程中发挥了铺路石的作用。通过对鄂西、滇东寒武系第二统腕足动物对比研究发现,鄂西石牌组碎屑岩中腕足动物与滇东乌龙箐组腕足动物属种多样性较为相似。鄂西石牌组腕足动物以乳孔贝Linnarssoniasapushanensis为主,该类化石在岩层表面通常会表现为壳体局部聚集,该现象在滇东寒武系第四阶乌龙箐组也常见。但乌龙箐组乳孔贝L.sapushanensis不仅在岩层表面聚集,在纵向上也会形成一定的厚度,且在武定洒普山剖面乳孔贝壳体密集层沉积厚度达4-5米。两种不同的壳体聚集现象表明同一生物体在不同沉积环境中的保存差异,如水体深度以及壳体在下降沉积过程中水动力大小对它们的影响。乳孔贝L.sapushanensis壳体密集现象在石牌组和乌龙箐组的出现粗略的表示两者年代地层的一致性;同时,碳酸钙质壳腕足动物Nisusia在石牌组和乌龙箐组中上部的首现也支持了这一观点。此外,本文首次对寒武纪早期碎屑岩中乳孔贝类的壳层结构进行研究,乳孔贝L.sapushanensis保存有精美的次级柱状壳层结构,主要表现为由直径约为2.5μm的空心管状体所组成的层状结构,且该空心管内部通常保存有可穿层的实心柱体结构(直径约为1μm)。通过对碎屑岩和碳酸盐中乳孔贝次级柱状壳层结构的全面分析,初步建立了乳孔贝壳层结构的矿化过程。石牌组泥岩中乳孔贝的空心管状体可能代表了原始的有机质膜套管,而空心管结构的内部空隙被充填磷酸盐化之后,经酸蚀处理形成灰岩中所获取的圆柱体(column);而泥岩中位于空心管中间且连接薄板层的直径约为1μm的细小圆柱体对应的结构应该是传统柱体中的中间管道(centralcanal)。