報告以來，已累積描述了我國境內的昆蟲化石約800余種。目前山旺地區已研究的計12目84科221屬400余種。此外，尚有不少化石正在研究中。山旺昆蟲群在我國古生物學研究中占有舉足輕重的地位。中新世山旺昆蟲群具有現在昆蟲區系的基本面貌，具有昆蟲群的某些特殊性，具有某種程度的原始性。從山旺昆蟲化石面貌分析，絕大多數種類可與我國長江以南諸省和印度等地區的現代種對比，個別種類目前僅生存于我國南方和印度等地區。在昆蟲區系上山旺應屬于東洋區。
2 脊椎動物
脊椎動物根據發生時代的早晚和進化水平的高低分為魚類、兩棲、爬行、鳥類和哺乳動物五個綱。它們在山旺動物群中都有代表，構成了山旺動物群中最令人矚目的一個組成部分。山旺組地層已知的脊椎動物化石計32屬37種，其中哺乳動物19屬23種。
2.1 魚類化石
山旺盆地含有豐富的魚化石，最大的魚類可達30厘米左右，十分完整，不論是脊椎還是棘刺歷歷可數。其中以10厘米左右的雅羅魚最為豐富，成群的形成化石，栩栩如生。
山旺魚類形成化石的原因經近年來科學工作者研究，認為成群的魚類死亡并形成化石，是由于山旺湖屬火山噴發形成的瑪爾湖。湖中生活著近百種藻類植物，藻類是魚類賴以生存的食物，魚類糞便又供養藻類生長。長時間后，造成湖中環境惡化，水中缺氧，魚類大量死亡被埋葬形成化石。
山旺魚類化石具有顯著的區域性特征，是我國特有的魚群組合。它們主要包括鯉形目的鯉科、鰍科及鱸形目的鮨科，僅鯉科化石6屬9種。其中大部分的種屬都已滅絕，少數種屬至距今二、三百萬年前已接近現在鯉科魚類的面貌。
鰍科化石1屬1種，是一種小型底棲的淡水魚類，生活環境主要在水流緩慢區域，以食小型的底棲無脊椎動物為主。當時的山旺湖泊水流緩慢，氣候溫暖，有豐富的無脊椎動物，適合鰍科魚類生存。
鮨科1屬1種，山東少鱗鱖（圖2）于1999年在我國首次發現。鱖類是鱸形目中的一群淡水魚類，體被圓鱗，頭頂從前端到頂骨，裸露無鱗，尾椎呈圓形。少鱗鱖是山旺魚群中唯一的食肉類魚類。
2.2 兩棲類化石
中國新近紀兩棲類化石發現不多。1986年，我國著名的古生物學家楊鐘健教授首先發現了山旺地區第一個兩棲類化石——玄武蛙。玄武蛙當時馳名中外，作為化石保存的一個特例被許多教科書引用。1965年和1977年他分別發表了中新原螈和臨朐蟾蜍化石研究報告。其中有尾類原螈，是蠑螈科的一個新屬。它是一種個體小，四肢纖弱，尾長僅為身體1/2的兩棲類動物。此后山旺的兩棲類化石不斷增加。近年來，山旺地區發現近千件完整的化石標本。目前已鑒定的包括有尾類蠑螈科、無尾類鋤足蟾科、蟾蜍科、雨蛙科、蛙科、姬蛙科及樹蛙科等十幾個屬種的代表。無尾類除成蛙外，還有大量蝌蚪和正處變態過程中的變態蛙化石。其化石保存之精美，種類之多，舉世罕見。
2.3 爬行類化石
我國現在常見的現生爬行類僅三類：龜鱉類、鱷類、有鱗類（蜥蜴和蛇）。在一千八百萬年前的山旺化石中都有它們的代表。第一塊完整的蛇化石標本——硅藻中新蛇（1961年）就是在山旺被發現的。這件標本保存了152塊脊椎骨，全長70厘米，寬2.6厘米，保存的完整程度為目前罕見。
1983年，在山旺發現一件鱷類化石——魯鈍吻鱷（圖3）。鱷類化石的發現不僅豐富了山旺動物群，且為研究鱷類在亞洲的早期歷史提供了新資料。魯鈍吻鱷為一較小的鱷類個體，頭骨僅長10.5厘米，頭骨扁平;吻端渾圓，吻部短而寬，吻長5厘米，只占頭長的47.6%;吻頸部寬5.5厘米，為吻長的1.1倍。這種情況在鈍吻鱷中極為罕見。魯鈍吻鱷的現生種僅分布在北美西西比河流域和我國長江下游，兩地區的氣候極為相似，為濕潤的亞熱帶。
2.4 鳥類化石
鳥類由爬行動物進化而來。我國遼西發現的恐鳥化石，還保留了一些爬行動物的特征。鳥類的骨骼中空、骨壁很薄，以減輕其重量適應飛行。但對保存下來成為化石十分不利。加之鳥類的生活環境變化很大，死后遇到適宜沉積的機會很少。它是脊椎動物中發現化石最少的一個門類，特別是完整的骨架更為罕見。但在山旺曾出土了多件完整的鳥類骨骼化石及羽毛化石。共發現4科4屬6種，成為我國迄今所知發現鳥類化石最多、保存最好的產地。
山旺山東鳥（1996年），雞形目雉科，填補了我國新近紀中新世鳥類化石的空白，是我國首見的中新世鳥類，也是我國第一次發現的完整鳥類化石。
碩大臨朐鳥，雉科，是我國已知部分完整的最大鳥類化石。其體形大小與現生的孔雀相近。該鳥可能營陸地生活，出沒于近水的叢林草地，用其粗健的趾爪在地面上覓食為生。
似山旺山東鳥，雉科，個體大小和骨骼構造和山旺山東鳥近似，但又不完全相同。
硅藻中華河鴨，雁形目鴨科，是已知鴨科甚至雁形目保存最完整、時代最早的化石代表。它的骨骼構造和現生綠頭鴨近似，應與現生家鴨的祖先有一定親緣關系。
秀麗楊氏鳥、齊魯楊氏鳥（圖4，圖5），鶴形目秧雞科，是已知秧雞科甚至鶴形目保存時代最早的化石代表，是我國已知保存最好的化石秧雞。它肌胃中保存的胃石，在化石鳥類中少見，首開我國記錄。該鳥是一種個體較小的涉禽，生活時體長約在300厘米左右，生活習性有點和現生的小田雞近似。泰山齊魯鳥，隼形目鷹科，大型肉食猛禽類，第一趾特別大而粗壯，趾爪大而溝曲，具有很強抓握、飛行能力。
矢木氏近獏化石。現代獏在美洲和馬來西亞森林中才能找到，個體比現代豬稍大些。在山旺發現獏化石以前，所發現的獏化石幾乎全是零散的牙齒。因此，人們對獏類早期進化歷史了解很少。山旺獏化石是目前亞洲新近紀地層中保存最好的標本，為研究獏類早期進化提供了重要科學依據。山旺獏大小與現生最小的南美獏相近，鼻骨已大大縮短，已具現生獏同樣的活動軟鼻，以柔軟的樹葉為主要食物，是典型的亞熱帶動物。山旺獏化石為研究和探討亞洲大陸、日本鳥嶼之間陸生動物的遷徙開拓了新篇章。
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