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中-晚奥陶世过渡期（即达瑞威尔晚期-桑比早期）是全球构造背景和沉积环境的重要转折期，也是奥陶纪生物大辐射和古生代演化动物群初步形成的关键时期。就笔石动物而言，该时期是笔石快速演化、新类群涌现、多样性接近巅峰的转折时期。在形态多样性上，出现了攀合、部分攀合、非攀合、单枝、棒状等形态各异的笔石体。在动物群演替上，中奥陶世早期始现的双笔石动物群开始快速辐射并大量繁盛，到晚奥陶世早期已经完全占据主导地位，取代了之前占优势地位的、以多枝类笔石为特点的均分笔石动物群。 中扬子地区具有中奥陶世达瑞威尔晚期-晚奥陶世桑比早期连续过渡、出露良好的地层序列，其中以笔石相为主，多种生物相交互产出，化石丰富，是开展该时期笔石演化研究的理想地区。本文选择地处中扬子地区的重庆城口、秀山、湖北宜昌等地开展该时期的笔石动物群和古环境背景研究，着重研究了重庆城口大槽剖面、蓼子口剖面、湖北宜昌远安真金剖面和宜昌远安界岭剖面的庙坡组笔石动物群，在3400余块笔石标本基础上，共鉴定出笔石6科1亚科13属39种（含3个新种），对其中的10属20种进行了详细描述、比较和讨论。根据对当前庙坡组中Archiclimacograptus若干种的研究，特别是始部构造和生长方式的研究，提出了一种新的始端发育型式—“先进C型”。 在庙坡组笔石动物群研究基础上，本文采用分支系统学方法，对双头笔石类的起源与早期演化进行了探讨。通过早期双头笔石类及其相关类群的12个分类单元、24个性状的分支分析，获得了最简约分支图，得出以下结果:(1)首现于达瑞威尔末期的早期双头笔石类是一个独立的单系群（得到了50％以上的靴带测试值）;(2)含与不含“地质年代性状”的对照分析结果基本一致，反映了系统演化关系的远近与分类单元的地质年代具有一定的相关性;(3)分支图表明，始端攀合、末端分叉的、出现于达瑞威尔早期的Undulograptus?praesextans与早期双头笔石类的亲近程度不及完全攀合的Archiclimacograptus caelatus，表明笔石体始部攀合而末部分叉的这一特征在达瑞威尔期可能独立起源了两次。 在笔石动物群的深入研究基础上，对中扬子地区的庙坡组及其相应地层进行笔石生物地层划分，建立和厘定了该地区该时期的笔石序列。通过10 cm间距的高密度化石采集，在城口地区庙坡组识别出Nemagraptus gracilis带，在宜昌地区庙坡组自下而上识别出Hustedograptus teretiusculus带和N.gracilis带。通过详细的笔石动物群属种组成和多样性分析，对该地区的笔石序列进行了区域性和全球性对比，发现城口地区的Nemagraptus gracilis带仅相当于宜昌地区和世界多个地区同名带的上部，即城口地区庙坡组底界比宜昌地区高1-2个笔石带，首次揭示了庙坡组底界在扬子区具有明显的穿时现象。根据同时开展的牯牛潭组、庙坡组牙形刺生物地层研究，在城口地区牯牛潭组顶部识别出Baltoniodus variabilis牙形刺带，时代为桑比早期;在宜昌远安地区牯牛潭组顶部识别出Pygodus serra牙形刺带的Yangtzeplacognathus protoramosus亚带，时代为达瑞威尔晚期。这一结果与笔石生物地层研究结果互相印证，进一步揭示了牯牛潭组/庙坡组界线在扬子区的明显穿时现象，从而为深刻认识和重建庙坡组黑色页岩的沉积环境机制提供了重要依据。 本文对中扬子地区庙坡组及其同期地层进行了沉积环境分析。着重对重庆城口大槽剖面、蓼子口剖面、湖北远安真金剖面、宜昌界岭剖面的庙坡组、重庆秀山大田坝剖面的大田坝组进行了古环境指数和岩石微相分析，根据对120个薄片的分析，发现庙坡组和大田坝组灰岩均以粒泥灰岩为主，缺少重力流沉积特征，富含保存较完整的多门类壳相化石和潜穴遗迹化石群落，显示出富氧的、相对平坦的海底环境特征;庙坡组中的大量黑色页岩，显示了局部闭塞和滞流环境特征。本文分析结果进一步验证了庙坡组的浅水台地内凹陷的“补丁状”沉积模式，揭示了大田坝组和庙坡组沉积区之间不存在陡坡，二者呈现指状交叉的相变模式，当时的海底切面图是盘状的，深度变化也是逐渐过渡的。