早第三纪初期，由于海底扩张，北大西洋断裂把劳亚古陆切开与北极海相通，当时海生动物大致形成北海、地中海和印度--太平洋3个主要分布中心。而陆上生物因大陆之间象现代这样的连接形式在早第三纪时尚未完成，它的传播与现代仍有明显的不同。根据对脊椎动物的研究，当时的动物地理区大致分为如下区域：古北区，包括欧洲、地中海区域、亚洲中部和北部；新北区，包括北美洲；新热带区，包括南美洲和中美洲；埃塞俄比亚区，包括非洲大部分；澳洲区，包括澳大利亚、新西兰和邻近的一些岛屿；东方区，包括东印度和南亚。
由于海底扩张、古陆解体，对世界上整个地质构造格局、古地理环境产生了重大的变化。早第三纪时，古地中海(特提斯海)最终消失，亚洲大陆最后形成，青藏高原的升起，阿尔卑斯山、喜马拉雅山、落基山和安第斯山等现代山系相继形成，吐尔盖海峡和巴拿马地峡的出现或消失，气候分带渐趋明显，地球上的自然环境向着多样性发展。
早第三纪由于各大陆的位置与现代不同，板块漂移、古纬度变化、气温与近今也不同。白垩纪后期到古新世北半球年平均气温曾下降3℃左右；到古新世后期，气温一度回升；而始新世晚期气温又有下降趋势，直至以后才逐渐回升到原有水平。在早第三纪晚期，中国气候有明显的南北分带，如南北为两个潮湿带，中部为干旱带。气候带的展布与今日的纬度斜交。
早第三纪最引人注目的是喜马拉雅运动的影响，这一阶段是青藏高原开始隆起时期，同时也是中国西部规模较大的山前拗陷和东部沉积中心形成的时期。尽管世界各地大规模的中生代火山活动带到晚白垩世后期有了减弱，但一般说来早第三纪火山活动仍较频繁，主要以基性为主的火山喷发。但XZ冈底斯山到LS一线见有中酸性的火山物质；台湾同样有酸性熔岩的分布。
早第三纪由于沉积环境多样化，在中国不仅形成了巨厚的磨拉石建造，而且在广大地区形成了各种成因类型的陆相、海相、海陆过渡相的沉积物。这些沉积物中蕴藏的资源相当丰富，主要有石油、煤、油页岩、含铜砂岩和各种盐类。生成石油的原始物质是有机物。由于早第三纪有大量动植物遗体的堆积，不仅在海相地层而且在陆相地层中都有油田的存在。石油主要见于长期下沉的拗陷和大中型湖泊沉积盆地，如早第三纪初、中期有关层位中。煤受一定的构造和气候因素控制，常见于暖温(亚热带)地区，因气候温暖潮湿适宜于煤的形成和聚集(见煤化作用)。早第三纪是一个重要的成煤时期，在中国主要见于秦岭以北，贺兰山-六盘山以东地区和南岭以南珠江--右江地区。同时含煤层位中大都含有油页岩层，如中国抚顺、茂名均见有较厚的油页岩层。早第三纪盐类沉积相当丰富，主要有石膏、岩盐、芒硝、天然碱和钾盐等。盐类的形成除具备深坳而封闭较好的盆地外，更重要的是要具有较长期干旱气候的环境。早第三纪时，中国干旱带占有相当大的地区，是盐类富集的天然场所。此外，还有含铜砂岩、铀的氧化物等沉积。
古近纪，离现代越来越近了，无论是山、海、陆地还是动植物，人们熟悉的内容及面孔越来越多，大戏即将开场。
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