一、石炭纪概述
石炭纪（3.60—2.86亿年前），划分为早石炭世（密西西比纪，3.60—3.20亿年前晚石炭世（宾夕法尼亚纪，3.20--2.86亿年前）。石炭纪是一个气候温和，草木丰茂的地球历史阶段，称为巨型昆虫横行的时代。研究表明，石炭纪大气圈中具有很高的氧气含量，也是所有地质年代中含氧量最高的，大约3亿年左右，氧气含量占大气比重的35%，是比现在大气中的含氧量（21%）要高许多。大气含氧量超过35%，会很危险，大气极容易产生自燃，可能发生火灾。
图1地球大气圈中氧气含量变化曲线（PAL为现今大气圈中氧气含量）
图2石炭纪陆地生态环境恢复的艺术想象图（据互联网资料）
二、石炭纪的生态环境
石炭纪两栖类动物空前发展，爬行类从晚石炭世开始出现，脊椎动物成功地登上了陆地，并且大规模繁殖。大型有翼昆虫首次出现。植物空前繁茂。全球较繁盛的生物包括四足动物、爬行动物、两栖动物、硬骨鱼类、鲨鱼和鳐鱼、牙形石、笔石动物、海百合、海蛇尾、海星、海胆、蛤、蜗牛、甲壳类、三叶虫、腕足类、苔藓、珊瑚、海绵。选取其中最为繁盛且分布广泛的鲨鱼和鳐鱼、爬行动物、两栖动物、硬骨鱼类、腕足类、蜗牛、珊瑚、甲壳类与三叶虫等化石，进行古地理投图(图2，图3，图4)，发现各物种交互分布。
图3晚石炭世（宾夕法尼亚纪）古生物及其生态环境复原的艺术想象图（据互联网资料）
晚古生代以来，不同大陆不断向赤道附近聚焦，气候温暖湿润，蕨类植物很快占领了陆地。高大的蕨类植物生长茂盛，植物间的密度极高，树与树之间的间距甚至少于30厘米。在光合作用下，植物生长消耗二氧化碳，产生大量氧气。由于木质素形成，而分解植物的菌类尚未出现，大量碳随着植物生命周期被固化埋藏于地下，形成了石炭纪高质量煤炭。与此同时，大气中的二氧化碳比重下降，氧气比重大幅度上升，在石炭纪后期达到地球历史上大气含氧比重最高的阶段。茂盛的石炭纪雨林成为昆虫们的温湿巢穴，出现许多巨型昆虫。
晚石炭世末期，出现全球性大火，使许多生物灭绝，给爬虫类动物的发展让出了空间，使爬虫类在二叠纪得以快速进化。
热带与北半球干旱带的北美地区、格陵兰板块之南、波罗的板块、以及华南板块为全球生物分布最为繁盛的区域。南半球温带的澳大利亚板块东部，南半球寒带的南美洲南部也有较多的生物分布。在生物分布较少的南美板块北部、非洲北部、西伯利亚板块，腕足类动物、蜗牛与珊瑚为当地群落的旺盛生物。
图4石炭纪全球主要古生物分布图
（板块再造时间节点为Ma；古生物化石数据来自ThePaleobiologyDatabase,，
