概念
石碳紀距今約2億～2.5億年，延續時間約0.5億年。石碳紀因產石碳而得名，它是地球歷史上最主要的造煤時期。鄂爾多斯準格爾煤田和桌子山棋盤井煤田都形成於這個時期。
特點
認定某地層是石碳系，即形成這一地層的物質是在石碳紀這個時期沉積的。在空間的垂向分布上，它的下伏地層是泥盆系，上覆地層是二迭系（指正常層序）。
在石碳紀時期，地球上綠色植物非常繁茂，大氣中氧的積累量曾一度達到當今的水平。此後，植物的腐爛大量消耗氧，氧的濃度曾急劇下跌。隨著植物又繁生髮展，中生代又出現氧的第二次劇增。如此反覆生消，約在6500萬年前，氧的濃度基本上達到產生和消耗的平衡，並一直穩定到當前的氧濃度。
由於各種植物大量繁衍，煤就是由這些古代植物遺體埋在地下，經過各種物理、化學變化轉變成的產物。造煤植物主要有鱗木、封印木、蘆木以及各種羊齒植物。石碳紀時期地殼趨於上升階段，所以很少見到海相沉積。
石碳紀早期的海相地層見於北非、中、西撒哈拉及埃及等地。本紀中晚期發生的海西運動，茅利塔尼亞山就在此時出現，它呈南北向，從摩洛哥延伸至幾內亞。山脈的老地層發生變質，向東側傾斜，在部分地區掩復於平整的古生代地層之上。在大陸的其他部分運動的表現形式為大規模隆起和沉降。
案例
①石碳紀與鄂爾多斯
鄂爾多斯準格爾煤田和桌子山棋盤井煤田都形成於石碳紀，地層主要分布在鄂爾多斯桌子山和準格爾旗東部一帶，其自下而上分3個部分：下部為下石碳紀沉積，以臭牛溝灰岩為代表，局部夾黃色砂岩和灰色泥質砂岩，俗稱臭牛溝統。中部為中石碳紀海陸互動相沉積物，以黑褐色頁岩為主，夾灰岩、砂岩、菱鐵礦結核和薄層煤，俗稱本溪統。上部為上石碳紀沉積，主要地層以黑色頁岩為主，夾灰色、黃灰色砂岩、薄層石灰岩、菱鐵礦結核和煤，稱為太原統。除了中、上石碳紀地層之外。存鄂爾名斯環沉積了一套地質年代介於石碳紀和二疊紀之間的海陸互動相地層，有人把它單獨劃分出來，取名為石碳二疊紀山西統。
②石碳紀與海西一印支凹陷區
加里東運動後，本區處於相對穩定時期，接受大量的沉積，根據岩相分析：泥盆紀本區地殼處於緩慢下降階段，沉積了一套海陸互動相的碎屑岩建造。石碳紀本區地殼運動相對頻繁，海浸海退次數增多，由淺海相的碳酸鹽沉積逐漸相變為濱海相一海陸互動相含煤碎屑沉積建造。燕山運動在本區表現為既劇烈又頻繁，其表現形式主要為斷裂活動(廣從大斷裂及其配套斷裂)和伴隨斷裂活動的大規模岩漿噴發和侵人，它破壞了蓋層構造，使其顯得支離破碎，殘缺不全。
本區構造在其生成發展的歷史過程中，經歷了多次的構造運動，使之相互影響，相互乾憂，重迭、歸併、包容、交接。根據其構造形跡，可分為東西向構造體系，新華夏構造體系，和與其配套的北東向構造和南北向構造，它們共同構成了區內的構造骨架。
研究與運用
①現代的鋁土礦礦床的產地以熱帶季風型氣候為其特徵。所有的古氣候證據都表明，在地質時代上的古代，至少是從陸生植物遍布大陸的泥盆紀起，生成鋁土礦的地方也都具有類似的氣候條件，因而生成年代已準確確定的鋁土礦礦床是古氣候和古地理的標誌。
②在裂谷帶的南部和西部地區已經有前基阿瑪（Kiaman）時代(即前石碳紀，距今300百萬年)的大量岩漿作用。在前中生代時期主要的火成活動區看來是向北擴展了。因而，在晚石碳紀和或早二迭紀，火山活動似乎席捲整個 OSLO地區，而在裂谷的北端（靠近布魯蒙特（Erumurddal））熔岩流的噴出，發生在晚二迭紀。觀察到構造變形晚於火山作用，很可能屬於中生代時期。有晚於古生代時期，很可能在侏羅紀。看來至少有兩次岩脈侵入脈動使奧斯陸（OSLO）區域受到了影響。
