更新时间：2023-04-05 02:16
石炭纪（Carboniferous ），显生宙古生代第五个纪，晚古生代第二纪，以牙形石Siphonodella sulcata(槽管刺)首次出现作为开始标志，其时间划分为358.9±0.4Ma~298.9 ±0.15Ma，历时约6000万年，设立两亚系七阶，应建立7枚“金钉子”，目前已建立3枚。石炭纪底界划分来自于同位素测年为358.9±0.4Ma的石炭纪底界——杜内阶底界“金钉子”；顶界划分来自于同位素测年为298.9 ±0.15Ma的二叠纪底界——阿瑟尔阶底界“金钉子”。
石炭纪是一个全球板块构造活跃的时期，也是地质历史上重要的成煤期，活跃的板块构造使南方的冈瓦纳大陆（Gondwana land）和北方的劳俄大陆（Laurussia）发生碰撞开始聚合，形成了诸如阿巴拉契亚山脉等一系列造山带，部分地区地势抬升并改变了全球的洋流环境，导致石炭纪最终从早期的温室气候变为冰室气候。石炭纪的陆生生物得到发展，海生生物得到更新发展，石炭纪的生物种类早期与晚期发展呈现出不同的时期特点，石炭纪早期的生物种类从泥盆纪大灭绝后得到恢复与发展，无脊椎动物以类、牙形刺、有孔虫、菊石、珊瑚、腕足类动物、苔藓虫、棘皮动物、放射虫为主的海洋生物得到繁衍发展，脊椎动物中鱼类化石减少，两栖动物得到发展演化并摆脱水的依赖形成新的爬行纲 。早石炭世的植物种类与晚泥盆纪相似，多以蕨类植物门为主，植物地理分区不明显，晚石炭世植物以高大的石松植物为特征，有节类、真蕨类和种子蕨类得到迅速发展，还有高大的裸子植物Cordaites(科达树）是构成造煤的重要原料，而且受古地理和古气候分异的影响，植物开始呈现出明显的地理分区。
石炭纪英文（Carboniferous ）来源于拉丁语“carbo”（木炭）和“ferronus”（铁），或意大利语“Carbonarium”（木炭生产者）。1807年、1811年英国地质学家John Farey Sr（老约翰·法雷）首次提出“煤韵律层”一词，1822年，英国地质学家William Daniel Conybeare（威廉·科尼比尔）和William Phillips（威廉·菲利普斯）发布了《英格兰和威尔士的地质报告》一书，该书中首次将石炭纪称为Carboniferous。
2003年国际地质大会最终投票确立石炭系两亚系六统七阶的划分方案，两亚系自下而上分别为密西西比亚系、宾夕法尼亚亚系，其中的统并没有采用特定名称，其地层系统自下而上为密西西比亚系（下统杜内阶、中统维宪阶、上统谢尔普霍夫阶）、宾夕法尼亚亚系（下统巴什基尔阶、中统莫斯科阶、上统卡西莫夫阶、上统格舍尔阶）。截止至2023年4月，石炭纪已设立3枚金钉子。
中国地质调查局和全国地层委员会组织实施下，经原国土资源部批准（国土资[2014]374号）出版发行了《中国地层表(2014)》，《中国地层表》《中国地层指南及中国地层指南说明书》是中国地质行业标准规范重要内容之一，在参考国际地层学研究的基础上编制了中国地区的地层年代表，该地层表将石炭纪地层系统设立为两统七阶。
石炭纪的全球构造是泥盆纪的继续和发展，同时石炭纪又是一个全球板块构造活动强烈的阶段，海西构造运动（Hercynian orogeny）将南方的冈瓦纳大陆与北方的劳俄大陆靠拢并发生碰撞，在西欧和北美交接地段形成了莱茵-海西期地体和阿巴拉契亚山脉，原本位于冈瓦纳大陆和劳俄大陆中间的连接泛大洋和古特提斯洋的瑞克洋（Rheic Ocean）消失成为陆地。随着地势抬升，陆地面积增加，许多原本在泥盆纪时期为海洋环境的地区变成了动荡的浅海和过渡相环境。由土耳其、伊朗、阿富汗、西藏自治区、印度和马来西亚组成的微大陆 西梅里亚（ Cimmeria）与华北地区板块、华南板块继续远离冈瓦纳大陆向北移动与西伯利亚地区板块靠近，最终在三叠纪晚期与西伯利亚板块碰撞。
石炭纪地层显示出明显的双分性，下部地层主要以海相沉积为主，代表着石炭纪早期的广泛海侵，上部地层以海陆交互相沉积为主，含丰富的煤层，以俄罗斯地台、南乌拉尔、西班牙北部、华南地区的地层发育完整，是全球石炭纪年代地层研究的理想区域。生物地层方面，石炭纪的生物快速发展，以牙形石、有孔虫、菊石亚纲、四射珊瑚、腕足动物门、苔藓虫、棘皮动物、放射虫为主的海洋生物繁盛，其有孔虫与牙形刺的演化成为地层划分和对比的重要标志化石，由于石炭纪地理分区特点的显著性，造成生物地层的全球对比相对滞后，“金钉子”系统并不完善。
石炭纪的矿产以沉积型矿产为主，以煤、铁、石油、铝矾土为主，石膏、盐类也是石炭纪的常见矿产种类。
石炭纪、二叠纪是世界上最重要的成煤时期，热带潮湿的气候形成大量的森林地区，它们分布的地方往往形成大型煤田，石炭纪形成的煤炭储量约占世界总储量的二分之一以上，其煤层特点有着煤层厚、质量好、规模大的特点。目前世界各国开采的主要煤田都属于石炭纪时期产生的，分布广，如西欧的鲁尔煤田、萨尔煤田、苏联的顿涅茨煤田、美国阿帕拉契亚近海煤田、中国山西省煤矿、中国贵州省六盘水市煤矿、中国陕西省渭北煤矿等。
海侵超覆及其对古风化壳改造有关的沉积矿产，主要以赤铁矿和菱铁矿为主，如中原地区的山西式铁矿。
沉积型矿产，一般呈层状、脉状分布，菱锰矿、锰方解石为主，中国广西壮族自治区的锰矿大多形成于下石炭统。
海侵超覆及其对古风化壳改造有关的沉积矿产， 广泛分布于世界各地的煤系中，多形成于海侵时期超覆在陆地地层的剥蚀面上，沿海岸线分布，中国黔中—渝南一线的铝土矿大多形成于石炭纪。
蒸发岩类矿产，产出时代以早石炭世为主，受海侵活动影响形成泻湖、闭盆、海湾环境，如中国湖南省双峰县梓门桥石膏矿床形成于早石炭世。
石炭纪的气候是一个逐渐变冷的时期，早期的气候较为湿润，仅南方大陆的阿根廷、玻利维亚等地有冰川活动，气候分带不明显。随着陆地系统的扩大，陆生植物大量发展，森林系统的建立通过光合作用消耗了大量的二氧化碳，使得大气中的含氧量急剧上升，接近地质历史的峰值。石炭纪晚期，随着冰室效应的增加，气候急剧变冷，气候开始从湿润气候向干旱气候转换，雨林系统崩溃，活跃的地壳运动形成了许多高大山系，阻断了全球的环流系统，导致气候分带日益明显。根据古地磁资料显示，石炭纪的南极位于冈瓦纳古大陆南极洲地台上，北极地区位于西伯利亚地区，古赤道穿过北美洲中部、西北欧、华北地区地台、华南地台。在南方冈瓦纳大陆南部地区发育了大规模的冰川覆盖，北方高纬度地区以滨海环境为主，并未发现大规模的冰川覆盖。从地层分布特点看，随着气候和地势差异的不断扩大，石炭世晚期形成了寒带、热带—亚热带、温带三种气候类型和相应的植物、动物地理分区。
石炭纪的海生无脊椎动物与泥盆纪相比显著不同，主要是䗴类的兴起和牙形刺的辐射发展，成为地层划分和对比的依据。石炭纪时期以珊瑚、腕足动物门生物为主，三叶虫衰退剩少数几属，笔石灭绝。海生无脊椎动物以冷、暖水型动物群种划分为3个生物地理区，分别是欧亚区、北美区和东澳大利亚区，分别对应着热带、亚热带和温带的气候特征。
石炭纪—二叠纪是两栖动物发展的时代，石炭纪形成数量众多的森林沼泽为两栖类的发展提供了良好的环境，陆地的不断抬升，气候的变化使得石炭纪晚期出现了原始的爬行纲（林蜥），动物界进一步摆脱了对水体的依赖。
石炭纪的植物以石松门、有节类、真蕨纲、种子蕨类和科达树类为主。早石炭世的植物群与泥盆世植物群比较接近，以一些原始的蕨类为主，如古芦木（Archaeocalamites）、针羊齿（Rhodea）等，只能适应单一的滨海低地环境，植物形态和结构无明显差异，地理分区不明显。中、晚石炭世植物开始繁荣，盛产高大的石松类植物，有节类、真蕨类和种子蕨类得到迅速发展，常见的品种有鳞木属（Lepidodendron）、轮叶（Annularia）、芦木（Calamiies）、脉羊齿（Neuropleris）、网羊齿（Linopleris）、科达树（Cordaites）。受古地理和古气候分异的影响，出现了明显的植物地理分区，以古赤道为界，将植物群划分为南方植物群和北方植物群。位于冈瓦纳古大陆上的植物群被称为南方植物群，也叫作冈瓦纳植物群，南方植物群位于热带植物区以南的广大地区，包括南非、南美、澳洲和印度等地，以灌木、草本植物为主。以舌羊齿分布最广，又称为舌羊齿植物群，属种单调，反映了南方大陆温凉的气候特点。位于劳俄大陆上的植物群被称为北方植物群，根据其地理位置特点又可将其分为3个植物区，分别是安加拉温带植物区(又称通古斯植物群)、欧美热带植物区、华夏热带植物区。