奥陶纪(英语:Ordovician,发音: /ɔːrdəˈvɪʃən/,符号O)是地质时代中显生宙古生代的第二个纪,约开始于4.85亿年前,结束于4.43亿年前。
1879年,地质学家查尔斯·拉普沃思(英语:Charles Lapworth)将莫企逊广义的志留纪下层定义并命名为奥陶纪。“奥陶”(Ordovices)之名来自英国威尔士一古代凯尔特人部落奥陶维斯人(英语:Ordovices)。
“奥陶纪”之译名最早见于由章鸿钊和翁文灏(1916) 编写的《地质研究所师弟修业纪》,后被地质工作者广泛使用,包括日本学者小林贞一(日语:小林貞一)(1929)、山成不二(1925)等。
直到1960年,奥陶纪的定义才正式获得国际地质科学联合会认可。
奥陶纪由于浅海广布、气候适合,浮游生物的种类和数量都出现了爆发式的增长,因此海生无脊椎动物进一步繁盛,分异更为显著,占绝对优势。浅海滋生着底栖的三叶虫、腕足类、腹足类、介形类、海百合、海林檎、苔藓虫、珊瑚、海绵类、喙壳类、角石类、牙形石、几丁石、层孔虫等。深水、滞流静水海域不适合底栖生物生存,海面漂浮着笔石类、有薄壳的纤小动物,如叶虾类,这些可以顺洋流漂浮,成为广布的化石。
笔石最早出现于寒武纪中期,在奥陶纪大量繁盛,主要营漂浮方式,分布广,演化快、容易保存,是奥陶纪重要的分层化石。早奥陶世早期以树形笔石为主,中期正笔石类中的无轴亚目大量繁盛,晚期有轴亚目的雕笔石出现;中、晚奥陶世是正笔石类的鼎盛时期。
三叶虫和腕足类都很繁盛。奥陶纪主要的三叶虫有栉虫目、镰虫目、褶颊虫目、镜眼虫目、球接子目等,腕足类中有绞纲的正形贝类、扭月贝类占重要地位。
钙藻也在奥陶纪时期开始出现,和珊瑚礁互利共生。
几丁石最早出现于奥陶纪早期,灭绝于泥盆纪末期,化石形状通常是一个微型的瓶子。
角石类最早出现于寒武纪晚期,奥陶纪属种繁多,体形较大,通常长达1米,位于当时食物链的上层。
五十桨翼鲎属(英语:Pentecopterus):是已知生存年代最早的板足鲎类,体长可达2米;凶猛可怖的底栖顶级掠食者。
生活在奥陶纪晚期的美丽普罗米桑牙形石(英语:Promissum pulchrum),体长可达40厘米。
甲胄鱼类也在这时期开始出现。
绿藻在寒武纪晚期和奥陶纪很常见。陆生植物可能是从绿藻进化而来的,最初以微小的非维管植物形式出现。在最上层的奥陶系沉积物中发现了来自陆生植物的孢子化石。
最早的陆地真菌可能属于球囊霉目(Glomerales),通过菌根共生可使植物在陆地上的扩张中起着重要作用,使植物细胞可利用矿物质养分。在威斯康星州发现了这种真菌的菌丝和孢子化石,其地层年代大约为4.6亿年前,当时的陆生植物群只有非维管植物。
奥陶纪时期的大陆由主要的冈瓦纳大陆和其他三个较小的大陆:劳伦大陆、波罗的大陆、西伯利亚大陆以及一系列小型孤立陆块构成。小型孤立陆块在寒武纪时期是冈瓦纳大陆的一部分。波罗的大陆和冈瓦纳大陆被托恩基斯特海(英语:Tornquist Sea)之间略微分开。劳伦大陆正在向北漂至赤道。巨神海将冈瓦纳大陆和波罗的大陆隔开。西伯利亚大陆已经漂移至赤道以北区域。
奥陶纪的海侵是在寒武纪海域延续下来的。扬子陆块、华北陆块西部边缘地带,在中、晚寒武世、早奥陶世略有上升,奥陶纪早期地层缺失,较新的奥陶纪地层与寒武纪呈假整合接触。在华北陆块的中、东部和扬子陆块,奥陶纪、寒武纪地层皆呈整合接触。中奥陶世之后华北陆块上升为陆地,除西部边缘地区外,晚奥陶世没有沉积。
阿瓦隆尼亚从冈瓦纳大陆的北部边缘脱落,并向北漂移。瑞亚克洋在阿瓦隆尼亚和冈瓦纳大陆之间开裂形成。晚奥陶世时期,阿瓦隆尼亚与波罗的大陆碰撞,巨神海因为阿瓦隆尼亚与波罗的大陆的合并而缩小。而组成欧洲的另一部分(Armorica Terran Group)仍位于冈瓦纳大陆北部边缘。
哈萨克地块于奥陶纪时期形成,孤立于当时其他大陆之外,其地块在石炭纪时期才和西伯利亚大陆碰撞。
奥陶纪时期每年撞击地球的陨石数量是现在的约100倍。
加里东造山运动在地台区表现为频繁的震荡运动,地槽区有较多的火山喷发岩、中基性和中酸性火山岩,如北方地槽区。
奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候,气候温暖、海侵广泛,海平面在特马豆克期达到了显生宙以来的最高水平;晚期冈瓦纳大陆发生大规模的大陆冰盖和冰海沉积,代表寒冷的极地气候。
按古地磁数据,奥陶纪南极最初从今天的阿尔及利亚南部(早奥陶世)的某个位置向北迁移到今天的阿尔及利亚地中海沿岸位置(中奥陶世),然后移至西非位置(晚奥陶世),这与非洲冰碛层的分布于南极圈内的解释是吻合的。冈瓦纳大陆东部仍处于赤道附近。北美、西伯利亚、中国华北有蒸发岩沉积,推测为干热气候环境,属低纬度地区。奥陶纪北极位于南太平洋,大陆地区基本位于南半球,从沉积物看,当时南半球的气候分带比较明显。由于晚奥陶大冰期的存在,导致海平面的全面下降。