石炭纪被正式划分为两个主要的部分密西西比人(距今358.9 - 3.232亿年前)和宾夕法尼亚州的(32320 ~ 2.989亿年前)，它们的岩石在年代地层上被识别为子系统国际协议．在欧洲，石炭纪被细分为Dinantian和随后的西里西亚分系统，但这些分系统之间的边界低于国际公认的密西西比-宾夕法尼亚边界。

石炭纪环境

古地理学

晚石炭世陆块、山地、浅海和深海盆地的分布。古地理重建包括冷洋流和暖洋流。插图中显示了各大洲的现今海岸线和构造边界。

的早石炭世（密西西比人)世界的特点是Laurussia，一系列的小克拉通占据北半球的板块，以及冈瓦纳这是一块巨大的陆地，由现今的南美，非洲，南极洲，澳大利亚和印度次大陆在南半球。岩石圈板块运动使大陆在地球的一边靠得很近。的造山运动(造山活动)发生在泥盆纪形成了"古老红砂岩”大陆．的主要大陆Laurussia是由什么组成的北美西欧的乌拉尔山脉和巴尔托-斯堪的纳维亚半岛。大部分的Laurussia位于古赤道附近，而克拉通西伯利亚，哈萨克斯坦和大部分地区中国作为占据高纬度位置的独立大陆存在。在此期间，特提斯海将古红砂岩大陆的南缘与冈瓦纳大陆完全分开。

晚石炭纪(宾夕法尼亚州的)时期，板块运动使大部分的Laurussia与冈瓦纳接触，并关闭了特提斯。Laurussia和Gondwana因为阿巴拉契亚-海西造山运动(造山事件)，一直持续到二叠纪。这块大陆的位置将成为东方美国而中国和西伯利亚克拉通则继续位于北半球的高纬度地区。

陆地和海洋的分布遵循着相当可预测的界限。欧洲大陆内部是陆地在美国，也没有明显的大型海军要塞存在。大陆内部的高地地区在石炭纪遭受了严重的侵蚀。浅海占据了大陆架环绕大陆的边缘。石炭纪大陆的边缘地区很可能已经成为今天大陆的内部。较深的槽(地槽)位于大陆群众的海边，和他们的沉积记录现在以山脉为特征。

古气候

在石炭纪，各大陆块的气候受其纬度位置的控制。由于盛行风的模式与地球上的相似地球今天的热带气候特征赤道地区;中纬度地区干燥，高纬度地区凉爽湿润。尽管西欧和波罗的海-斯堪的纳维亚半岛的纬度都低到可以生产蒸发岩(矿物沉积岩由水蒸发产生的可溶盐沉积物)沉积在浅层大陆环境中，只有北美在密西西比纪处于赤道环境。在这段时间里，北半球高纬度地区的其他大陆块上较潮湿的地区开始形成煤沼泽。

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相比之下，冈瓦纳的大部分地区低于南纬30°，经历了更冷的条件，从而形成了大陆冰川．这些冰川作用类似于在北半球发生的冰川作用更新世．同时期(平行)的大陆冰川作用没有发生在北半球的高纬度地区，可能是因为大陆块太小，无法维持大冰原。

古地理一直控制着宾夕法尼亚时期的气候。随着海平面的周期性变得更加明显，赤道的环境从碳酸盐岩架子到煤盆地。冈瓦纳大陆冰川作用扩大，使得冰川延伸到低纬度地区，否则可能会形成煤沼泽。随着山脉向宾夕法尼亚河的尽头发展，雨影效应变得更有影响力，抑制煤的生产过程沉积在西欧的盆地石炭纪植物群的气候梯度与冰川沉积相同。在石炭纪高纬度地区发现的化石植物表现出季节性的年轮，而那些被认为是赤道煤沼泽的植物就像现代热带树木一样，没有这样的年轮。