石炭紀（Carboniferous）約處於地質年代兩億八千六百萬至三億六千萬年前，它可以區分為兩個時期：始石炭紀（又叫密西西比紀[1] ，三億兩千至三億六千萬年前）、和後石炭紀（又叫賓夕法尼亞紀[2] ，兩億八千六百至三億兩千萬年前）。 石炭紀（Carboniferous period）是古生代的第5個紀，開始於距今約3.55億年至2.95億年，延續了6500萬年。石炭紀時陸地面積不斷增加，陸生生物空前發展。當時氣候溫暖、溼潤，沼澤遍佈。大陸上出現了大規模的森林，給煤的形成創造了有利條件。
特徵編輯
石炭紀
石炭紀是地殼運動非常活躍的時期，因而古地理的面貌有著極大的變化。這個時期氣候分異現象又十分明顯，北方古大陸為溫暖潮溼的聚煤區，岡瓦納大陸卻為寒冷大陸冰川沉積環境。氣候分帶導致了動、植物地理分割槽的形成。
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。石炭紀開始於距今3.5億年，延續了約6500萬年。由於這一時期形成的地層中含有豐富的煤炭，因而得名“石炭紀”。據統計，屬於這一時期的煤炭儲量約佔全世界總儲量的50%以上。[3]
動物演化編輯
石炭紀陸生生物飛躍發展，海生無脊椎動物也有所更新。
與泥盆紀相比，蜓類是石炭紀海生無脊椎動物中最重要的類群，而腕足動物儘管在類群上減少，但數量多，依舊佔相當重要地位，頭足類則以菊石迅速發展為主。
在石炭紀晚期，脊椎動物演化史出現一次飛躍，從此擺脫了對水的依賴，以適應更加廣闊的生態領域，以北美賓夕法尼亞早期地層中的林蜥為代表。生活在陸上的昆蟲，如蟑螂類和蜻蜓類，是石炭紀突然崛起的一類陸生動物，它們的出現與當時茂盛森林密切相關，其中有些蜻蜓個體巨大，兩翅張開大者可達70cm。
石炭紀的海生無脊椎動物與泥盆紀比較起來，有了顯著的變化。淺海底棲動物中仍以珊瑚、腕足類為主。早石炭世晚期的浮游和游泳的動物中，出現了新興的筳類，菊石類仍然繁盛，三葉蟲到石炭紀已經大部分絕滅，只剩下幾個屬種。
最早發現於泥盆紀的昆蟲類，在石炭紀得到進一步的繁盛，已知石炭、二疊紀的昆蟲就達1300種以上。陸生脊椎動物進一步繁盛，兩棲動物佔到了統治地位。早石炭世一開始，兩棲動物蓬勃發展，主要出現了堅頭類（也稱迷齒類），同時繁盛的還有殼椎類。
植物演化編輯
石炭紀（3.58億年-2.98億年前）——壯觀的蕨類森林.
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。早石炭世的植物面貌與晚泥盆世相似，古蕨類植物延續生長，但只能適應於濱海低地的環境；晚石炭世植物進一步發展，除了節蕨類和石松類外，真蕨類和種子蕨類也開始迅速發展。裸子植物中的苛達樹是一種高大的喬木，成為造煤的重要材料之一。
石炭紀的氣候溫暖溼潤，有利於植物的生長。隨著陸地面積的擴大， 陸生植物從濱海地帶向大陸內部延伸，並得到空前發展，形成大規模的森林和沼澤，給煤炭的形成提供了有利條件，所以，石炭紀成為地史時期最重要的成煤期之一。此外，石炭紀也是地殼運動頻繁的時期
鱗木
，許多地區這時褶皺上升，形成山系和陸地，地形高差起伏，使地球上產生明顯的氣候分異。按照地理環境的不同，科學家們根據石炭紀的植物分佈特點劃分出各具特色的植物地理區，每一植物地理區都有自己的特色植物群（flora）和一定的生態特徵。
在石炭紀的森林中，既有高大的喬木，也有茂密的灌木。喬木中的木賊根深葉茂，木賊的莖可以長到20~40釐米粗，它們喜愛潮溼，廣泛分佈在河流沿岸和湖泊沼澤地帶。石松是另一類喬木，它們挺拔雄偉，成片分佈，最高的石松可達40米。石炭紀時，早期的裸子植物（如蘇鐵、松柏、銀杏等）非常引人注目，但蕨類植物的數量最為豐富。蕨類植物是灌木林中的旺族，它們雖然低矮，但大量佔據了森林的下層空間，緊簇擁擠，蒸蒸日上。可以這樣說，今天地球上之所以蘊藏有如此豐富的煤炭資源，與石炭紀的植物界的繁盛密切相關。中國是煤炭資源大國，外國科學家們曾經指出，石炭紀森林的廣袤和茂密可以從中國所產煤層的厚度上看出來，有的煤層厚度竟然超過120米，這相當於2440米的原始植物質的厚度。
植物是怎樣變成煤炭的呢？由於石炭紀的植物種類繁多，生長迅速，它們死後即便有一部分很快腐爛，但仍有許多枝幹倒伏後避免了風化作用和細菌、微生物的破壞。石炭紀森林的不少林地是被水浸泡著的沼澤地，死亡後的植物枝幹很快會下沉到稀泥中，那裡實際上是一種封閉的還原環境，在這種環境中植物枝幹避免了外界的破壞，並在壓實作用和其它作用下緩慢地演變成泥炭。年復一年，由植物形成的泥炭在地層中得到儲存，並又經歷了成煤作用後成為初級的煤炭-褐煤。褐煤是一種劣質煤，褐煤再經過長時間的壓實後，才能形成真正意義上的煤——煙煤。褐煤轉化成煙煤要付出巨大的“代價”，據地質學家們推算，0.3米厚的煙煤是由6米厚的象褐煤這樣的植物質壓縮而成的。
石炭紀森林分佈在地球陸地的許多地方，在中國北方的華北平原，就曾儲存著石炭紀的廣袤森林，山西的煤層應該是最好的證據。在石炭紀時，山西大地歷經海水的數次入侵，海陸頻頻交替。每當海水退卻，陸地植物便在溫暖潮溼的環境下迅速繁盛，一期又一期的森林就這樣生成了。成煤的泥炭沼澤植物林中，主要以石松類、科達類、種子蕨類、真蕨類等為主，當我們今天開發山西的煤炭資源時，有誰能夠知道並辨認出那些形形色色的史前植物呢？
古氣候與礦產編輯
根據石炭紀的珊瑚礁分佈，可以推斷早石炭世的赤道帶透過北美洲中部，西北歐經黑海穿過中國西北、華南到達印尼和澳洲東部。石炭紀同大陸上的古氣候相適應的是植物地理區系的分佈，歐美植物區和華夏植物區為熱帶、亞熱帶氣候，岡瓦納植物區和安加拉植物區分別代表熱帶以外的南北溫涼氣候區。世界上各地石炭紀的成煤時期早晚也有差別，分別代表各地區的熱帶潮溼氣候，石炭紀的乾旱氣候區僅限於一定的地理分佈,同泥盆紀和二疊紀相比，乾旱面積較小,乾旱氣候同蒸發巖類沉積的分佈相適應，例如亞洲早石炭世從哈薩克南部經天山伸延至南天山和塔里木，哈薩克向東到西伯利亞乾旱氣候一直延續到中石炭世。南半球的岡瓦納大陸，石炭紀時高出海面，從石炭紀中晚期開始氣候變
石炭紀化石
冷，冰川活動一直持續到早二疊世，冰期和間冰期沉積在南美、南非、印度和澳洲都有廣泛的分佈，在南非南部冰川呈放射狀方向流動。在北半球，僅在西伯利亞東部可能為寒冷乾燥氣候。石炭紀時陸地海岸和沼澤地區氣候溫暖潮溼,形成重要的煤礦,中國華南早石炭世晚期的測水組(湖南)、梓山組（江西）、葉家塘組（浙江），均含可採煤層。東北、華北和西北的上石炭統，含有重要的煤系。大陸上經過長期剝蝕的地區，往往形成鋁土礦和耐火粘土，中國華北石炭系含有G層鋁土礦和山西式鐵礦,貴州清鎮一帶下石炭統頂部亦含大型鋁土礦。北美晚石炭世蘊藏有油頁岩和石油。中國石炭系也是油氣勘探的重要層位。中國新疆、甘肅、寧夏中部石炭系含有石膏及蒸發巖礦床。石炭紀碳酸鹽巖沉積分佈廣泛，世界各地開採石灰岩和白雲岩作為石灰和水泥的原料。
形成過程編輯
在泥盆紀中北美地塊和北歐——俄羅斯地塊結合到一起。這塊大陸與後來的剛瓦那超大陸的其它部分（今天的非洲、南美洲、南極洲、澳洲和印度）之間部分是由不同的地形組成的海洋。在上泥盆紀這些地區與北美——北歐——俄羅斯組成的大陸已開始有接觸。
石炭紀（Carboniferous）約處於地質年代兩億八千六百萬至三億六千萬年前，它可以區分為兩個時期：始石炭紀（又叫密西西比紀[1] ，三億兩千至三億六千萬年前）、和後石炭紀（又叫賓夕法尼亞紀[2] ，兩億八千六百至三億兩千萬年前）。 石炭紀（Carboniferous period）是古生代的第5個紀，開始於距今約3.55億年至2.95億年，延續了6500萬年。石炭紀時陸地面積不斷增加，陸生生物空前發展。當時氣候溫暖、溼潤，沼澤遍佈。大陸上出現了大規模的森林，給煤的形成創造了有利條件。
特徵編輯
石炭紀
石炭紀是地殼運動非常活躍的時期，因而古地理的面貌有著極大的變化。這個時期氣候分異現象又十分明顯，北方古大陸為溫暖潮溼的聚煤區，岡瓦納大陸卻為寒冷大陸冰川沉積環境。氣候分帶導致了動、植物地理分割槽的形成。
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。石炭紀開始於距今3.5億年，延續了約6500萬年。由於這一時期形成的地層中含有豐富的煤炭，因而得名“石炭紀”。據統計，屬於這一時期的煤炭儲量約佔全世界總儲量的50%以上。[3]
動物演化編輯
石炭紀陸生生物飛躍發展，海生無脊椎動物也有所更新。
與泥盆紀相比，蜓類是石炭紀海生無脊椎動物中最重要的類群，而腕足動物儘管在類群上減少，但數量多，依舊佔相當重要地位，頭足類則以菊石迅速發展為主。
在石炭紀晚期，脊椎動物演化史出現一次飛躍，從此擺脫了對水的依賴，以適應更加廣闊的生態領域，以北美賓夕法尼亞早期地層中的林蜥為代表。生活在陸上的昆蟲，如蟑螂類和蜻蜓類，是石炭紀突然崛起的一類陸生動物，它們的出現與當時茂盛森林密切相關，其中有些蜻蜓個體巨大，兩翅張開大者可達70cm。
石炭紀的海生無脊椎動物與泥盆紀比較起來，有了顯著的變化。淺海底棲動物中仍以珊瑚、腕足類為主。早石炭世晚期的浮游和游泳的動物中，出現了新興的筳類，菊石類仍然繁盛，三葉蟲到石炭紀已經大部分絕滅，只剩下幾個屬種。
最早發現於泥盆紀的昆蟲類，在石炭紀得到進一步的繁盛，已知石炭、二疊紀的昆蟲就達1300種以上。陸生脊椎動物進一步繁盛，兩棲動物佔到了統治地位。早石炭世一開始，兩棲動物蓬勃發展，主要出現了堅頭類（也稱迷齒類），同時繁盛的還有殼椎類。
植物演化編輯
石炭紀（3.58億年-2.98億年前）——壯觀的蕨類森林.
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。早石炭世的植物面貌與晚泥盆世相似，古蕨類植物延續生長，但只能適應於濱海低地的環境；晚石炭世植物進一步發展，除了節蕨類和石松類外，真蕨類和種子蕨類也開始迅速發展。裸子植物中的苛達樹是一種高大的喬木，成為造煤的重要材料之一。
石炭紀的氣候溫暖溼潤，有利於植物的生長。隨著陸地面積的擴大， 陸生植物從濱海地帶向大陸內部延伸，並得到空前發展，形成大規模的森林和沼澤，給煤炭的形成提供了有利條件，所以，石炭紀成為地史時期最重要的成煤期之一。此外，石炭紀也是地殼運動頻繁的時期
鱗木
，許多地區這時褶皺上升，形成山系和陸地，地形高差起伏，使地球上產生明顯的氣候分異。按照地理環境的不同，科學家們根據石炭紀的植物分佈特點劃分出各具特色的植物地理區，每一植物地理區都有自己的特色植物群（flora）和一定的生態特徵。
在石炭紀的森林中，既有高大的喬木，也有茂密的灌木。喬木中的木賊根深葉茂，木賊的莖可以長到20~40釐米粗，它們喜愛潮溼，廣泛分佈在河流沿岸和湖泊沼澤地帶。石松是另一類喬木，它們挺拔雄偉，成片分佈，最高的石松可達40米。石炭紀時，早期的裸子植物（如蘇鐵、松柏、銀杏等）非常引人注目，但蕨類植物的數量最為豐富。蕨類植物是灌木林中的旺族，它們雖然低矮，但大量佔據了森林的下層空間，緊簇擁擠，蒸蒸日上。可以這樣說，今天地球上之所以蘊藏有如此豐富的煤炭資源，與石炭紀的植物界的繁盛密切相關。中國是煤炭資源大國，外國科學家們曾經指出，石炭紀森林的廣袤和茂密可以從中國所產煤層的厚度上看出來，有的煤層厚度竟然超過120米，這相當於2440米的原始植物質的厚度。
植物是怎樣變成煤炭的呢？由於石炭紀的植物種類繁多，生長迅速，它們死後即便有一部分很快腐爛，但仍有許多枝幹倒伏後避免了風化作用和細菌、微生物的破壞。石炭紀森林的不少林地是被水浸泡著的沼澤地，死亡後的植物枝幹很快會下沉到稀泥中，那裡實際上是一種封閉的還原環境，在這種環境中植物枝幹避免了外界的破壞，並在壓實作用和其它作用下緩慢地演變成泥炭。年復一年，由植物形成的泥炭在地層中得到儲存，並又經歷了成煤作用後成為初級的煤炭-褐煤。褐煤是一種劣質煤，褐煤再經過長時間的壓實後，才能形成真正意義上的煤——煙煤。褐煤轉化成煙煤要付出巨大的“代價”，據地質學家們推算，0.3米厚的煙煤是由6米厚的象褐煤這樣的植物質壓縮而成的。
石炭紀森林分佈在地球陸地的許多地方，在中國北方的華北平原，就曾儲存著石炭紀的廣袤森林，山西的煤層應該是最好的證據。在石炭紀時，山西大地歷經海水的數次入侵，海陸頻頻交替。每當海水退卻，陸地植物便在溫暖潮溼的環境下迅速繁盛，一期又一期的森林就這樣生成了。成煤的泥炭沼澤植物林中，主要以石松類、科達類、種子蕨類、真蕨類等為主，當我們今天開發山西的煤炭資源時，有誰能夠知道並辨認出那些形形色色的史前植物呢？
古氣候與礦產編輯
根據石炭紀的珊瑚礁分佈，可以推斷早石炭世的赤道帶透過北美洲中部，西北歐經黑海穿過中國西北、華南到達印尼和澳洲東部。石炭紀同大陸上的古氣候相適應的是植物地理區系的分佈，歐美植物區和華夏植物區為熱帶、亞熱帶氣候，岡瓦納植物區和安加拉植物區分別代表熱帶以外的南北溫涼氣候區。世界上各地石炭紀的成煤時期早晚也有差別，分別代表各地區的熱帶潮溼氣候，石炭紀的乾旱氣候區僅限於一定的地理分佈,同泥盆紀和二疊紀相比，乾旱面積較小,乾旱氣候同蒸發巖類沉積的分佈相適應，例如亞洲早石炭世從哈薩克南部經天山伸延至南天山和塔里木，哈薩克向東到西伯利亞乾旱氣候一直延續到中石炭世。南半球的岡瓦納大陸，石炭紀時高出海面，從石炭紀中晚期開始氣候變
石炭紀化石
冷，冰川活動一直持續到早二疊世，冰期和間冰期沉積在南美、南非、印度和澳洲都有廣泛的分佈，在南非南部冰川呈放射狀方向流動。在北半球，僅在西伯利亞東部可能為寒冷乾燥氣候。石炭紀時陸地海岸和沼澤地區氣候溫暖潮溼,形成重要的煤礦,中國華南早石炭世晚期的測水組(湖南)、梓山組（江西）、葉家塘組（浙江），均含可採煤層。東北、華北和西北的上石炭統，含有重要的煤系。大陸上經過長期剝蝕的地區，往往形成鋁土礦和耐火粘土，中國華北石炭系含有G層鋁土礦和山西式鐵礦,貴州清鎮一帶下石炭統頂部亦含大型鋁土礦。北美晚石炭世蘊藏有油頁岩和石油。中國石炭系也是油氣勘探的重要層位。中國新疆、甘肅、寧夏中部石炭系含有石膏及蒸發巖礦床。石炭紀碳酸鹽巖沉積分佈廣泛，世界各地開採石灰岩和白雲岩作為石灰和水泥的原料。
形成過程編輯
在泥盆紀中北美地塊和北歐——俄羅斯地塊結合到一起。這塊大陸與後來的剛瓦那超大陸的其它部分（今天的非洲、南美洲、南極洲、澳洲和印度）之間部分是由不同的地形組成的海洋。在上泥盆紀這些地區與北美——北歐——俄羅斯組成的大陸已開始有接觸。