寒武纪生命大爆发期间,大量保存精美的化石为探索各门类生命的早期起源和辐射演化提供了一个绝佳的窗口,是长期受多学科领域关注的研究热点。世界各地的前寒武纪–寒武纪时期沉积地层内的多个化石群的发现,为我们理解各门类的解剖学、形态学、行为学、个体发育、谱系演化等提供了重要信息。华南板块在寒武纪时期构造背景稳定,沉积序列连续,保存了一系列生物化石群,这些保存较好的化石群在时代上具有很好的连续性,有助于理解寒武纪生命大爆发的详细过程。而滇东地区作为寒武纪大爆发的研究热点地区,近年来在特异埋藏化石库研究方面已取得重大进展。另一方面,华南地区与澳大利亚在寒武纪时期同属于Redlichiida生物地理区,且近期的研究发现二者具有相同的最早腕足动物、小壳化石及三叶虫组合,以及较为相似的同位素地球化学特征,表明二者的古地理位置十分靠近,具有极高的相关性。本论文选取滇东的昆明–武定、马龙–宜良地区寒武系第二统及内部的化石组合作为主要研究对象,并涉及冈瓦纳大陆东部南澳大利亚斯坦斯伯里盆地（Stansbury Basin）内寒武系Heatherdale Shale组及内部化石组合。通过对所研究的地层开展详细的古生物学、岩石学、沉积学、地球化学等方面工作,并结合室内岩石切片与光面、扫描电镜拍照与能谱分析、微区荧光光谱仪元素分析、醋酸酸蚀等研究方法,最终获得了以下几点认识:1.滇东地区寒武系第二统红井哨组内的腕足动物单属种密集层（古圆货贝Palaeobolus）属于生物成因,是古圆货贝在寒武纪第二世大量繁盛所形成的原地埋藏的壳体密集层。岩石光面与薄片显示其沉积于较安静的水体时期,但沉积速率有小幅波动。大量壳体化石密集层对寒武纪早期海底硬化发挥了重要的作用。2.通过采集马龙和武定地区的关山生物群,发现这两个地区的化石组合涵盖了6个主要的动物门类,包括:腕足动物、节肢动物、鳃曳动物、古虫动物、奇虾和软舌螺,以及大量的遗迹化石。其中腕足动物的多样性较高,本文中共发现有7属包括:Eoobolus、Neobolus、Westonia、Linnarssonia、Palaeobolus、Nisusia、Kutorgina;节肢动物包括Redlichia、Palaeolenus、Isoxys、Tuzoia等。其中腕足动物的数量极其丰富,在个体数量丰度方面占据群落主导地位,个体丰度可达72.9%。研究区域内还发现了大量软躯体、软组织保存,如腕足动物的内脏区、侧脉管、中脊及较为罕见的刚毛;此外还有立体保存的古蠕虫骨板及目前已知最早的三叶虫消化系统等软组织,扫描电镜放大显示这些软组织主要以黄铁矿化的形式保存,与澄江生物群相同。3.岩石学与沉积学研究认为马龙和武定地区的乌龙箐组均沉积于下临滨较浅水环境,处于好天气浪基面与风暴浪基面之间。其中武定地区的乌龙箐组可划分为4种岩相,包括:浅海低–中等程度生物扰动的泥岩与粉砂岩/砂岩互层相、浅海粉砂质泥岩相、浅海低–高等程度生物扰动（含海绿石）砂岩相、深海泥岩相,受到波浪、远端风暴流、重力流等共同作用。关山生物群的浅水沉积环境可与澳大利亚寒武纪早期的Emu Bay Shale及摩洛哥奥陶纪早期的Fezouata化石库进行较好的对比。4.首次详细对比了滇东地区寒武纪第二世三个化石库（澄江生物群、马龙动物群、关山生物群）内化石组合的时空差异,结果显示:澄江动物群与马龙动物群的化石组合及其赋存层位的岩性与沉积环境在昆明–武定和马龙–宜良地区的差异较大,而关山生物群的化石组合及其赋存层位的岩性与沉积环境在这两个地区较为相似,总结认为这三个动物群在空间上的化石组合的异同可能受到岩性、沉积环境、死后埋藏等因素的影响;此外,这三个动物群内的门类组成较为相似,但是以腕足动物和三叶虫为代表的底栖群落的属种组成随时间发生了明显变化,说明滇东地区寒武纪第二世时期发生了明显的生物演替。并且在乌龙箐组底部,关山生物群中腕足动物的个体丰度首次超越以三叶虫为代表的节肢动物,代表了从节肢动物主导向腕足动物主导的底栖群落的过渡阶段。5.通过初步的古生物学、岩石学、沉积学、地球化学的工作,发现南澳Rocky Gully地区寒武系下部Heatherdale Shale组内保存有高肌虫Sinskolutella cuspidata、软舌螺口盖、似软舌螺、phasoiid indet.、海绵骨针、等刺虫及其他未鉴定的小壳化石。岩石光面显示三种岩相,包括:浅海单成分（成岩作用）灰岩角砾岩相、浅海互层状灰泥岩与钙质页岩/钙质粉砂岩相、深海泥岩相。通过对比南澳其他地区同期地层的地球化学数据,认为所研究剖面的Heathredale Shale组内的地化数据很好地记录了第三次碳同位素漂移事件。最终得出结论,Rocky Gully地区的Fork Tree Limestone组上部–Heatherdale Shale组下部沉积于海侵阶段,向上水体加深,整体沉积于安静、相对深水的环境。Rocky Gully地区的Heatherdale Shale组下部应属于寒武系第二阶上部–寒武系第三阶底部。本工作为后续的区域及洲际地层对比提供了良好基础。本论文中详细的古生物地层工作揭示了寒武纪早期两个相邻板块（华南和澳大利亚）内部的生物组合面貌及时空变化,结合岩石学、沉积学、地球化学等方法,解译并总结对应地层的沉积环境变化过程,探索了二者之间的化石组合与沉积环境差异,促进理解寒武纪生命大爆发时期不同纬度和板块环境下生物群落的结构和保存状态。同时结合古生物地层学研究与同位素地球化学曲线特征,推动了南澳地区乃至全球范围内更加精细的寒武系年代地层划分与对比工作。通过对比寒武纪早期滇东地区与南澳的化石组合与沉积环境,揭示了二者在生物面貌、沉积环境方面具有极大差异,总结出两个板块内部的化石组合差异受到相同的沉积过程、环境、岩性、埋藏过程等因素影响,并且突出了沉积学研究方法在理解寒武纪大爆发时期生物与环境协同演化方面的关键作用,为后续全面理解寒武纪大爆发期间全球不同板块内部及板块之间的生物面貌与环境对比研究提供重要借鉴。