晚期地層內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，有無古生物地理區(qū)的顯示，還沒有定論。
以后，動物地理區(qū)已經(jīng)非常明顯。如早寒武世,以萊得利基蟲類（redlichids）和小油節(jié)蟲類(ole-nellids)為代表的兩個大的古動物地理區(qū)就是最好的例子這兩個大的古動物地理區(qū),不僅有分類級別高的差異，還有明顯的古動物地理區(qū)的邊界。萊得利基蟲古動物地理區(qū)，包括東亞、南亞、西亞南部、地中海南北緣、大洋洲和南極洲等地。小油節(jié)蟲類古動物地理區(qū)包括西歐、北歐、西伯利亞、北美和南美等地區(qū)。有些學者認為早寒武世還有一個中間區(qū)(或混生區(qū))，指的主要是地中海區(qū)和西伯利亞等地。中、晚寒武世與早寒武世相似，不同的是北美三葉蟲動物群與歐洲北部的已大不相同，而與亞洲的一些屬群相似。
許多屬群是廣布的，但世界性的古生物地理大區(qū)不十分明顯。以三葉蟲的屬群來看，勉強可以分出北區(qū)和南區(qū)。北區(qū)包括北美、西伯利亞和中國華北。南區(qū)包括歐洲、古地中海區(qū)、南美和澳大利亞。有些學者認為南區(qū)還可以再劃分為3個小區(qū),但從動物群上分析還不太明顯。從筆石的分布看，則可分為大西洋區(qū)和太平洋區(qū)。大西洋區(qū)位于較穩(wěn)定的地區(qū)，包括中歐、南歐和中國西南等地區(qū)，筆石以底棲或游泳類型為主，有下垂對筆石、斷筆石、全筆石等。太平洋區(qū)位于活動區(qū)，包括中國華南、澳大利亞東部、北美東部和西部以及西伯利亞周圍地區(qū)等。
根據(jù)珊瑚、腕足類可以分為 3個大的古動物地理區(qū)。①北區(qū)包括北歐、北美、西伯利亞、蒙古、中國的準噶爾和興安嶺等地區(qū)，以發(fā)珊瑚、短板珊瑚及腕足類圖瓦貝等為代表，可能代表當時北半球中緯度海域特殊動物群；②南區(qū)包括南美西部和南非開普地區(qū)，代表南半球高緯度海域的冷水型動物群區(qū);③特提斯區(qū),包括地中海區(qū)、中亞、東亞太平洋沿岸和澳大利亞，其中有擬包珊瑚、日本珊瑚、雅斯珊瑚等。
的海生生物，可分為北方大區(qū)、古特提斯大區(qū)和南方大區(qū)。北方大區(qū)包括西伯利亞、烏拉爾、北美和蒙古地槽的北部地區(qū)。其生物群特點是分異度較低，小型單體珊瑚較多，代表當時北溫帶。古特提斯區(qū)包括西歐、北非和俄羅斯地臺淺海地區(qū)，還有北美東部、哈薩克斯坦、澳大利亞、中國華南和西藏等地。南方大區(qū)是志留紀南區(qū)的繼續(xù)，出現(xiàn)澳大利亞石燕等南方冷水型動物群。
海生生物分區(qū)有歐亞大區(qū)和岡瓦納大區(qū)。歐亞大區(qū)以歐亞大陸為主，包括北非、北美東北部和澳大利亞北部地區(qū)。中、晚石炭世在北亞和北極海地區(qū)，出現(xiàn)可能代表較低水溫的腕足類、類動物群。岡瓦納大區(qū)包括南非、南美、印度、澳大利亞、南極和中國西藏、滇西等地，以出現(xiàn)小型單體珊瑚和特有的冷水型寬鉸蛤動物群為特征。
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