富饶美丽的曲靖，不但山川秀丽，资源丰富，而且蕴藏着大量珍贵的古生物化石。在这些古生物化石中，尤以麒麟区古鱼化石和各类大型脊椎动物化石著名于世。

　　从麒麟城区到曲靖坝子西南的潇湘水库，沿途丰富的地质地层令地质学家和古生物学家留连忘返。由于修库开渠，潇湘水库一带地质史上晚志留纪地层裸露于地表，在这里发现了世界上最早的古鱼化石：无须类、胴甲类、棘鱼类。

　　无须类是目前世界上所发现的最原始的脊椎动物。腹部扁平，背部凸起，尾巴上翘，眼睛长在头上，像一只鞋子，是志留纪繁盛的高级动物。服甲类和棘鱼类是晚于无颌类的有颌鱼类，生活在晚志留纪和泥盆纪，也是最原始的鱼类。

　　另一个古鱼类化石点在曲靖西山坝子边缘十几公里丘陵地带。在属于地质史上的早泥盆纪地层中，也发现了大片古鱼类化石群，共有三十多种，是迄今所发现的古鱼化石群最丰富的地方。丰富的鱼类化石告诉人们，在距今三至四亿年间，曲靖一带曾经是一个当时地球上最高级动物——鱼类生机勃勃的世界。

　　据考察，在古生代中期，曲靖地处水陆之交，水中生长着丰富的轮藻，水陆问有丰富的带蕨和裸蕨类。这样的自然环境为鱼类的繁衍进化创造了优越的条件，所以古鱼类化石数量众多。对此，中外科学家惊叹、赞赏，甚至有人把曲靖誉为“鱼的故乡”。在沾益东山中泥盆纪地层中，发现了中泥盆世小肢鱼。这在亚洲是首次发现，标本现存于中国地质博物馆。

　　曲靖如同一个古生物化石的博物馆，从60年代起，我国古生物研究专家就注意到这块宝地，其中中国科学院南京地质古生物研究所蔡重阳教授一向热心于曲靖地质的研究和宣传，近30年曾先后9次到曲靖进行地质调查和研究。1978年，在英国召开的“国际泥盆纪研究会”上，他以曲靖所发现的古生物化石为例作了题为《中国泥盆纪植物群》的报告，引起强烈反响。1998年10月27—31日，蔡重阳教授偕同陶南古教授在麟麟区西山水库发现一块完整的古鱼类头骨化石，同时在翠峰山巅首次搜集到一批早泥盆世刺镰木化石，丰富了曲靖古生物化石宝库，也进一步肯定了曲靖作为“鱼的故乡”的地位。

　　另外，龙潭河沿岸的杨家冲、蔡家冲盆地(地质史中早第三纪地层)是我国南方最早确定的渐新世纪地层，在这里发现了渐新世哺乳类化石，已被国家古生物研究部门命名为“曲靖巨犀”，“似云南巨两栖犀”而载入文献。

　　此外，1984年，在沾益县德泽乡桃园小石洞发现了云南省目前唯一保存最完整的狗头骨化石。1983年9月，在寻甸回族彝族自治县金所乡发现了先东方剑齿象化石。这些古生物化石的发现，为了解滇东高原的古地质、地层演变，动物群划分和地理气候提供了宝贵的资料。