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地质气候是指地质时代的气候状况。地质时期的气候只能根据动植物化石、地层沉积物以及冰川遗迹等间接材料来进行推断。例如，有岩盐和石膏沉积表明当时是干燥气候，有煤的存在可以推知当时是湿润气候。通过地层沉积物有孔虫的分析，可以了解当时海进海退的情况，通过地层中植物孢子和花粉的分析，可以了解植物群落的演变，并据以推断气候变迁。研究证实，在漫长的地质时期中反复经历过多次大冰期气候，冰期到来时，极地冰盖扩展，中低纬高山也被冰雪覆盖。