牙形石是一种地史时期未确知的海洋生物的部分遗体,其个体微小,主要化学成分为磷酸钙,多呈尖齿或锯齿状,自寒武纪到三叠纪一直繁盛。本文基于华南和西准噶尔地区晚泥盆世-早石炭世的两条地层剖面、227件样品、20000余枚牙形石个体,系统地建立了牙形石生物地层序列,并与国际标准牙形石带进行了对比。在高分辨率生物地层框架下,通过沉积微相、稳定碳同位素和牙形石氧同位素手段,系统分析了研究区晚泥盆世沉积环境和沉积相模式、海平面进退规程、碳循环以及古气候演变的趋势。本文发现晚泥盆世牙形石体型大小和分异度的变化均受到全球温度所控制,说明了晚泥盆世生物与环境的协调演化关系。本研究丰富了华南与西准噶尔地区古生物资料,对古生代牙形石的古生态、形态演变、谱系演化和晚泥盆世诸多生物-环境事件以及气候变化的研究提供了新材料、新认识和新思路。