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  1879年,地質學家查爾斯·拉普沃思將莫企遜廣義的志留紀下層定義並命名為奧陶紀。“奧陶”(Ordovices)之名來自英國威爾士一古代凱爾特人部落奧陶維斯人。  「奧陶紀」之譯名最早見於由章鴻釗和翁文灝(1916) 編寫的《地質研究所師弟修業紀》,後被地質工作者廣泛使用,包括日本學者(1929)、山成不二(1925)等。  直到1960年,奧陶紀的定義才正式獲得國際地質科學聯合會認可。

  

  奧陶紀由於淺海廣佈、氣候適合,浮游生物的種類和數量都出現了爆發式的增長,因此海生無脊椎動物進一步繁盛,分異更為顯著,佔絕對優勢。淺海滋生著底棲的三葉蟲、腕足類、腹足類、介形類、海百合、海林檎、苔蘚蟲、珊瑚、海綿類、喙殼類、角石類、牙形石、幾丁石、層孔蟲等。深水、滯流靜水海域不適合底棲生物生存,海面漂浮著筆石類、有薄殼的纖小動物,如葉蝦類,這些可以順洋流漂浮,成為廣佈的化石。  筆石最早出現於寒武紀中期,在奧陶紀大量繁盛,主要營漂浮方式,分佈廣,演化快、容易儲存,是奧陶紀重要的分層化石。早奧陶世早期以樹形筆石為主,中期正筆石類中的無軸亞目大量繁盛,晚期有軸亞目的雕筆石出現;中、晚奧陶世是正筆石類的鼎盛時期。  三葉蟲和腕足類都很繁盛。奧陶紀主要的三葉蟲有櫛蟲目、鐮蟲目、褶頰蟲目、鏡眼蟲目、球接子目等,腕足類中有絞綱的正形貝類、扭月貝類佔重要地位。  鈣藻也在奧陶紀時期開始出現,和珊瑚礁互利共生。

  綠藻在寒武紀晚期和奧陶紀很常見。陸生植物可能是從綠藻進化而來的,最初以微小的非維管植物形式出現。在最上層的奧陶系沉積物中發現了來自陸生植物的孢子化石。 最早的陸地真菌可能屬於球囊黴目(Glomerales),通過菌根共生可使植物在陸地上的擴張中起著重要作用,使植物細胞可利用礦物質養分。在威斯康星州發現了這種真菌的菌絲和孢子化石,其地層年代大約為4.6億年前,當時的陸生植物群只有非維管植物。

  奧陶紀時期的大陸由主要的岡瓦納大陸和其他三個較小的大陸:勞倫大陸、波羅的大陸、西伯利亞大陸以及一系列小型孤立陸塊構成。小型孤立陸塊在寒武紀時期是岡瓦納大陸的一部分。波羅的大陸和岡瓦納大陸被託恩基斯特海之間略微分開。勞倫大陸正在向北漂至赤道。巨神海將岡瓦納大陸和波羅的大陸隔開。西伯利亞大陸已經漂移至赤道以北區域。  奧陶紀的海侵是在寒武紀海域延續下來的。揚子陸塊、華北陸塊西部邊緣地帶,在中、晚寒武世、早奧陶世略有上升,奧陶紀早期地層缺失,較新的奧陶紀地層與寒武紀呈假整合接觸。在華北陸塊的中、東部和揚子陸塊,奧陶紀、寒武紀地層皆呈整合接觸。中奧陶世之後華北陸塊上升為陸地,除西部邊緣地區外,晚奧陶世沒有沉積。  阿瓦隆尼亞從岡瓦納大陸的北部邊緣脫落,並向北漂移。瑞亞克洋在阿瓦隆尼亞和岡瓦納大陸之間開裂形成。晚奧陶世時期,阿瓦隆尼亞與波羅的大陸碰撞,巨神海因為阿瓦隆尼亞與波羅的大陸的合併而縮小。而組成歐洲的另一部分(Armorica Terran Group)仍位於岡瓦納大陸北部邊緣。  哈薩克地塊於奧陶紀時期形成,孤立於當時其他大陸之外,其地塊在石炭紀時期才和西伯利亞大陸碰撞。  奧陶紀時期每年撞擊地球的隕石數量是現在的約100倍。

  加里東造山運動在地臺區表現為頻繁的震盪運動,地槽區有較多的火山噴發巖、中基性和中酸性火山岩,如北方地槽區。

  奧陶紀早、中期繼承了寒武紀的氣候,氣候溫暖、海侵廣泛,海平面在特馬豆剋期達到了顯生宙以來的最高水平;晚期岡瓦納大陸發生大規模的大陸冰蓋和冰海沉積,代表寒冷的極地氣候。  按古地磁資料,奧陶紀南極最初從今天的阿爾及利亞南部(早奧陶世)的某個位置向北遷移到今天的阿爾及利亞地中海沿岸位置(中奧陶世),然後移至西非位置(晚奧陶世),這與非洲冰磧層的分佈於南極圈內的解釋是吻合的。岡瓦納大陸東部仍處於赤道附近。北美、西伯利亞、中國華北有蒸發巖沉積,推測為乾熱氣候環境,屬低緯度地區。奧陶紀北極位於南太平洋,大陸地區基本位於南半球,從沉積物看,當時南半球的氣候分帶比較明顯。由於晚奧陶大冰期的存在,導致海平面的全面下降。
奧陶紀(英語:Ordovician,,符號O)是地質時代中顯生宙古生代的第二個紀,約開始於4.85億年前,結束於4.43億年前。