宁夏的远古地理和黄河流域其他地区一样，经历了太古宙、元古宙和显生宙三个时期。地质年代最久远的太古宙，距今40亿～15亿年。元古宙，距今25亿～19．3亿年。这两个时期，主要是地质形成，生物中有菌类和蓝藻开始出现、繁盛。元古宙的末期，软驱体的无脊椎动物开始出现。地球上动植物的出现、进化，主要在显生宙。而显生宙又分古生代、中生代和新生代三个地质年代。古生代，距今5．7亿～2．5亿年，下分寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二叠六个纪。中生代，距今2．5亿～0．7亿年，下分三叠、侏罗、白垩三个纪。最晚的新生代，起始时间距今6500万年，下分老第三纪、新第三纪和第四纪。新生代最晚的第四纪，起始时间距今160万年，此时人类才开始出现。此后逐步演进，又经历了旧石器时代、中石器时代、新石器时代，在有文字记载的夏商步入青铜时代。
恐龙的乐园太古宙时宁夏地层开始形成，距今约38亿年。贺兰山山群形成时间在20亿年前，总厚度约15000米。进入古生代（5．7亿年前）后，各种动物、植物出现，并由低等向更高一等逐步进化。贺兰山、牛首山、青龙山、香山地层相继形成。在牛首山、烟筒山、香山发现的大量鳞鱼、中华鱼化石，说明这些地区在古生代泥盆纪时属陆相积沉，有很多湖泊、沼泽及河流。中生代是地质年代中的第四个代，始于2．5亿年前，结束时间距今7000万年，分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。中生代地球上脊椎类动物大量发展，特别是以恐龙为代表的爬行动物广泛分布于陆地和水域中。以银杏、苏铁为主的裸子植物开始出现。中生代的侏罗纪是恐龙时代，但在白垩纪后期即已灭绝。侏罗纪的宁夏，雨水丰沛，湖沼众多，植物茂密，给恐龙的生存、繁衍提供了绝佳的氛围，所以此时的宁夏由恐龙主宰，不但数量众多，而且体形硕大。2005年4月，在灵武市南磁湾发现一个恐龙化石群遗址。经中国科学院古脊椎动物研究所和宁夏文物部门联合进行考古发掘，在1号、2号坑就出土5只比较完整的恐龙化石。中央电视台在发掘现场对全国进行实况转播，一度形成民众中的“恐龙热”。尤其是那只巨型蜥角恐龙，一块脊椎骨的厚度达1．1米，肩胛骨长达1．8米，不但是国内恐龙化石之冠，在亚洲也属最大的恐龙化石个体。这批恐龙生存在中生代侏罗纪晚期至白垩纪早期，经测定，距今1．3亿～1．4亿年。它们都栖息在湖泊、沼泽地带，食物以植物为主。这样的庞然大物，每天要消耗多少植物？这说明当时的灵武市东南部，绝不是今天这样的半荒漠干旱地带，而是湖沼密布、树木繁荫、草灌茂盛。(www.xing528.com)
古猿的家乡人类出现于新生代的第四纪，距今200万年左右。人类学家认为，猿进化成猿人，猿人再进化成人类。云南元谋人、北京周口店人都属猿人。因此，在猿人之前的上猿，就是人类的祖先。1985年，在宁夏同心县出土了上猿左下牙床的第二个臼齿，经测定距今约1200万年。这是我国发现的首例上猿牙齿，它证明宁夏也是中华民族远祖进化、起源的摇篮。同时出土的数十件化石表明，此时与这些古猿相伴的有各种哺乳动物、爬行类动物，其中大型动物有嵌齿象、铲齿象。此时恐龙早已灭绝。
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