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到了志留纪（距今4.4--4亿年前），由于加里东运动的影响，地壳运动的强度和古地理地貌都发生了比较显著的变化。从志留纪中期以后，地球各大陆区普遍发生海退，陆地隆起、面积扩大，许多地区也发生褶皱成为山区，同时岩浆运动和热变质作相对集中。 志留纪时期，北方各大陆逐渐靠近，但各大陆之间仍然被广阔的海洋所分隔；而南方冈瓦纳古大陆虽然各陆块联系紧密，但它们之间并非一个整体，各陆块之间还是有海水分隔，有些地块之间还存在广阔的海域。同时，分隔南北两大古陆的古地中海逐渐缩小。 志留纪中期，生物界最著名的事件是生物从海洋向陆地进军，开始征服大陆。 由于志留纪中后期大面积海退，生物礁大规模出现，原来的海生鱼类等逐渐适应半淡水生活，志留末期已有淡水生物、滨海半淡水动物和半陆物植物。同时，半陆生的裸蕨类进一步繁育，逐渐形成泥盆纪的真正陆生植物群。
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