地層特徵
中國南、北方各有特色。
北方中國遼、吉、黑、內蒙古東部及晉、冀、魯、豫地區，第三紀含煤地層基本限於下第三系，另在吉、黑、內蒙古東及冀北等地，上新統玄武岩中亦夾含劣質薄煤層及部分砂、泥岩。該區下第三系普遍不整合於較老地層之上，且大多缺失古新統及始新統下部地層，各地的組名及對比關係如表1所示。下第三系主要由砂岩、泥岩、煤層等組成，碎屑岩以中、細粒為多，沉積韻律結構不明顯;在遼、吉、黑，該地層下部常有火山岩及火山碎屑岩;在吉、遼、魯，該地層中含油頁岩，它經常位於煤層頂、底附近;晉、冀地區，該地層中常夾淡水灰岩薄層。該區下第三系總厚在1km以上，且常因斷失而不完整。其含煤組主要位於始新統及漸新統下部。該地層內產出植物化石及介形蟲、葉肢介、昆蟲、魚、龜及一些哺乳動物化石。植物化石以木本被子植物為主，裸子植物次之，以古城子組撫順植物群為代表。
南方中國雲南、四川西部、貴州、廣西、廣東及海南，第三系普遍以不整合關係覆蓋於較老地層之上。而在滇、桂一些中生代紅盆內，第三系一般連續沉積於上白堊統之上。中國南方各地第三紀含煤地層的分組及對比關係見表2。該區古新統及始新統的果郎組、昌頭組、銅鼓嶺組等非含煤組，事實上均系紅層;該區漸新統，部分地區始新統上部及上第三系都存在含煤組，一般均由陸相砂岩、泥岩、煤層組成，碎屑岩以細粒級為主;在雲南，還常夾硅藻土及淡水灰岩層;在兩廣地區，一般夾油頁岩薄層。中國南方的第三系總厚均在1000m以上，含煤組在各地層位不盡相同，以雲南上第三係為重要，有雙河組、小龍潭組(中新統)，昭通組、河頭組(上新統)等。該地層中曾發現植物、輪藻、介形、腹足、雙殼、兩棲、爬行及哺乳等類化石。植物化石以被子植物為主，各地植物群落差別極大。
形成條件
包括古地理、古氣候、古植物等。
古地理中國第三紀古地理輪廓與現代基本相同。遼寧、山東、河南的下第三系形成於渤海附近;廣東、海南、桂南的第三系則靠近海南，屬濱海平原環境，原始沉積範圍較大，沉積物延展比較穩定，常有油頁岩與煤層伴生。吉、黑、內蒙古、晉、冀以及川、黔、滇、桂西等省區，第三系均沉積於內陸盆地中。其中，黔、滇、川的盆地，一般為侵蝕或溶蝕盆地，常居於地勢很高的山區。這些內陸盆地中，第三系展布面積小，沉積韻律性差，常含有硅藻土和淡水灰岩，煤層往往比較厚。台灣在第三紀時為一地槽，晚第三紀早期處於由優地槽向冒地槽轉化階段，為濱海相沉積，復理石建造發育，岩層及煤層的單層厚度很薄，但穩定性極好。
古氣候中國第三紀時總體上為乾旱氣候控制，東北—華北地區的含煤地層是在第三紀的部分時段由境外潮濕氣候帶伸入中國的產物。而在雲南—兩廣地區，因受季節和地勢影響，含煤地層常表現出在層位、地區上有潮濕(形成黑色岩層)和乾旱 (形成紅色岩層) 的不同類型。
古植物中國第三紀植物化石有被子、裸子和蕨類等，而當時以木本的被子植物最為繁盛，成為煤層的主要原始質料。著名的造煤植物群有：撫順植物群、景谷植物群、雙河植物群、小龍潭植物群及三營植物群等。
(1)撫順植物群。化石采自遼寧撫順古城子組，包括被子植物41屬61種、裸子植物8屬8種、蕨類4屬4種。其中約2/3為喬木，約1/3為灌木，草本、藤本少量。植物屬中最多的是杉科的Metasequoia(水杉)，其次為雙子葉植物的Cercidiphyllum(連香樹)、Comp-tonia (香蕨木)、Alnus (榿)、Betula (樺)等。以落葉闊葉樹為主，還有一定數量的樟、櫚、合歡、榧等熱帶與亞熱帶植物，基本代表亞熱帶類型的植物群落。
(2)景谷植物群。化石采自雲南西南部景谷盆地的景谷組，包括被子植物25屬32種、裸子植物2屬2種，以喬木為主，Quercus (櫟)為此植物群落主體，系常綠闊葉樹，代表偏熱帶的亞熱帶。
(3)雙河植物群。化石采自雲南西部劍川縣的雙河組，包括被子植物共12屬18種，以喬木為主，Quercus(櫟)和Dryophyllum(檞葉)為群落主體，代表亞熱帶。
(4)小龍潭植物群。化石采自雲南東南部開遠縣的小龍潭組，包括被子植物16屬16種，大部屬喬木，以落葉闊葉樹為主，其中最多的是Alangium aequalifoli-um (等葉八角楓)，代表當時屬地勢較高的亞熱帶位置。
(5)三營植物群。化石采自雲南西北部洱源的三營組，共8屬15種以上，以喬木為多，最常見的是Quer-cus (櫟)，其中又以Quercus semicarpifolia(高山櫟)最豐富。整個群落組成常綠闊葉林，代表亞熱帶，但地勢較高。
含煤情況
在東北—華北區，下第三系通常含煤層1～5層，可採煤層總厚10餘米，以撫順—瀋陽一帶煤層最厚，最厚處達160m，其上並有百餘米油頁岩層。煤種除撫順產粘結性煙煤外，均為褐煤。雲南—兩廣地區第三系中一般含煤層1～5層，可採煤層總厚10餘米至數十米，以雲南境內厚度最大，在開遠小龍潭最厚處可逾200m，而在雲南昭通，煤層厚度普遍為數十米，因面積大而使其資源量達10Gt，成為中國最大的第三紀煤田(見昭通煤田)。該區煤種全屬褐煤。在雲南的第三系中，常夾有厚層硅藻土層，可資利用。台灣第三紀煤層很薄，單層厚0.3～0.6m，可採煤層總厚1m左右，煤種屬粘結性煙煤。
