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  石炭紀,尤其是石炭紀晚期可以被稱為是蕨類植物的時代。蕨類植物森林的規模可以從今天石煤層的規模中看出來端倪。這些在今天成為石煤的植物當中最主要的是:

  

  泥盆紀海中佔支配作用的盾皮魚類在泥盆紀後期滅絕事件後再也沒有出現過。石炭紀海中的魚類主要是活動靈便的軟骨魚類和輻鰭魚類。尤其是軟骨魚類,佔據了海中的支配地位,石炭紀的軟骨魚類多樣性遠高於中生代時期的軟骨魚類。  出現了新興的䗴類,是單細胞生物,但它們可以達到10釐米大。菊石和海百合繁盛。三葉蟲到石炭紀已經大部分絕滅,只剩下幾個屬種。

  最早的無翼的昆蟲在中泥盆世就出現了,到晚石炭世時,有翼的昆蟲出現。石炭統煤系地層中發現超過500種的昆蟲。  在陸地和淡水生活的脊椎動物主要是肉鰭魚類、離片椎類、非羊膜爬行形類,它們還儲存著相當的水生習性。由於它們在陸地上還沒有競爭對手,因此它們的種類非常多,有些一直大到6米長。

  

  在泥盆紀中北美地塊和北歐-俄羅斯地塊結合到一起。這塊大陸與後來的岡瓦那大陸的其它部分(今天的非洲、南美洲、南極洲、澳大利亞和印度)之間部分是由不同的地形組成的海洋。在泥盆紀晚期這些地區與北美-北歐-俄羅斯組成的大陸已開始有接觸。

  石炭紀內這個過程繼續發展,到早石炭世、晚石炭世交界的時期這個過程達到一個高潮。直到石炭紀晚期非洲西北部與北美之間的空隙才被填補。阿巴拉契亞山脈的造山運動完成。西伯利亞與俄羅斯也已經基本相接,烏拉爾山脈形成,盤古大陸基本形成。

  石炭紀開始時非洲的南角位於地球的南極。石炭紀中岡瓦那大陸按順時鐘方向旋轉,到二疊紀時南極洲位於南極。石炭紀開始後氣溫下降,在石炭紀早期就已經有冰川形成,但到石炭紀/二疊紀間期冰川發展到了高潮期。在岡瓦那大陸到處都可以找到冰川的痕跡。地質分析證明在石炭紀中氣溫比較溫暖的時期與氣溫比較寒冷的時期不斷交替。石炭紀晚期的大量煤的沉積可能與海面的不斷上下波動。這個波動可能是由於岡瓦那大陸南部冰川的融化和延長而造成的。
石炭紀(英語:Carboniferous,符號C)是地球歷史中的一個地質時代。早在1822年石炭紀在英國就已經被看作是一個地質時代中的紀了。石炭紀的名字來自於石炭紀時期在全世界各地形成的煤。它從3.59億年前開始,延續到2.99億年前。它與二疊紀和泥盆紀之間的邊界的年代主要是通過放射性同位素斷代獲得的。