晚古生代包括泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，距今4—2.3億年，經(jīng)歷1.7億年。 加里東運(yùn)動(dòng)以后，陸地面積比以往擴(kuò)大，地勢(shì)起伏也更為明顯，因而對(duì)氣候、生物和環(huán)境都發(fā)生很大影響。
泥盆紀(jì)時(shí)的陸生植物——蕨類(lèi)植物。逐漸廣泛分布，征服大陸。到晚泥盆紀(jì)已有森林出現(xiàn)。石炭紀(jì)和二疊紀(jì)時(shí)期，森林面積更大，成為地球上重要的造煤時(shí)期，二疊紀(jì)出現(xiàn)了裸子植物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，石炭、二疊紀(jì)的煤炭占總儲(chǔ)量的70％。
泥盆紀(jì)為“魚(yú)類(lèi)時(shí)代”，并出現(xiàn)了陸生脊椎動(dòng)物，石炭二疊紀(jì)時(shí)，各種形態(tài)奇特的古兩棲類(lèi)大量滋生繁殖，被稱(chēng)為“兩棲動(dòng)物時(shí)代”。
石炭紀(jì)晚期至二疊紀(jì)晚期，又一次世界性的地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生了，稱(chēng)為“海西運(yùn)動(dòng)”，我國(guó)的天山、陰山直至大興安嶺山系，都是在這次運(yùn)動(dòng)中形成的。
此時(shí)整個(gè)陸地幾乎是一塊完整的大陸，稱(chēng)為“聯(lián)合大陸”，海洋圍繞在四周。
晚古生代在南半球，南美洲和非洲的南半部，南極洲、印度和澳大利亞?wèn)|南部出現(xiàn)大規(guī)模的冰川，形成地球歷史上第三次大冰期。
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