古虫动物是寒武纪生命大爆发(Cambrian explosion)时期出现的一类独有的分类位置不定动物,目前在全球的寒武纪地层中共报道有3科10属15种,分别隶属于古虫纲(Vetulicolida)和异形虫纲(Banffozoa)——前者包括古虫科(Vetulicolidae)和地大虫科(Didazoonidae),后者只有班府虫科(Banffidae)。云南东部的寒武系第二统第三阶澄江生物群中的古虫动物多样性最高,有6属8种,涵盖了所有已知的科级和纲级类群。寒武系第二统第四阶的关山生物群中报道有1属2种(古虫纲)。以上二者共占了古虫动物已描述属种的60%以上。由于古虫动物独特的基本身体构型与已知的现生动物门类都不相同,其系统位置一直存在极大的争议,长期以来都是寒武纪大爆发研究领域的热点和难点。本论文依托澄江生物群和关山生物群中丰富的化石产出和大量的馆藏标本,从埋藏学、系统分类学、个体发育学和古生态学对古虫动物开展研究,研究成果主要包括:(1)由于古虫的特殊构造难以和现代动物门类进行比较,首次提出古虫动物性状特征描述和中性名词术语的标准,为讨论古虫动物的身体结构特征提供了统一的术语规范。(2)通过标本对比和埋藏学分析,首次识别出了古虫动物的降解序列,为研究其形态特征的解释及同源性比较奠定了可靠的基础。(3)通过对比研究澄江生物群和关山生物群中的前体为长方形的古虫动物的形态变异,首次提出古虫动物的可能具有两性双形的假说;并通过新、老地层中的化石标本对比,首次讨论古虫动物部分形态性状的演化趋势。(4)对澄江生物群和关山生物群中古虫动物的系统分类学进行了梳理和修订,重点厘定了疑难属种Yuyuanozoon(俞元虫)的科级归属。(5)根据上述形态学研究基础,尝试探讨了不同古虫动物之间的系统关系以及古虫动物在后生动物中的系统位置。本论文是首次采用了埋藏学的方法对古虫动物进行了研究,是对古虫动物系统关系研究的新尝试;对了解后生动物早期辐射演化具有重要的启示作用,对深入认识寒武纪生命大爆发的内涵和寒武纪早期海洋生态系统的结构与演化具有重要的意义。