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生物地层学
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生物地层学(英语:Biostratigraphy)是地层学的一个分支,其重点是利用岩石地层中所包含的化石组合来对比和测定岩层的相对年龄[1]。生物地层学的主要目标是关联,证明一个地质剖面中的特定层位与另一剖面中的另一层位代表相同的时段。这些地层中的化石很有用,因为由于沉积环境的局部变化,同一时代的沉积物看上去可能完全不同。例如,某一剖面可能由粘土和泥灰岩组成,而另一剖面则有更多的白垩石灰岩。但如果记录的化石种类相似,那么这两种沉积物可能就是在同一时期沉积下来的。理想情况下,这些化石可用来帮助确定生物带,因为它们构成了基本的生物地层学单元,并根据每个剖面内发现的化石物种来定义地质年代。
生物地层学原理的基本概念早在数个世纪前就已被引入,最早可追溯到十九世纪初。丹麦科学家兼主教尼古拉斯·斯坦诺是最早认识到岩层与叠覆律相关的地质学家之一。随着科学技术的进步,到 18 世纪,人们开始接受化石是保存在岩石记录中的死亡物种遗骸这一事实[2]。该方法在查尔斯·达尔文解释其背后的机制-“进化”前就已建立[3]。科学家威廉·史密斯、乔治·居维叶和亚历山大·布隆尼亚尔得出的相同结论是,化石表明了一系列的年代事件,并将岩层确定为某些类型的单元,后来被称为生物带[4]。从此,科学家们开始将地层和生物带的变化与不同的地质时代联系起来,在主要动物群的变化中建立起边界和时间段。由于这些发现,到 18 世纪后期,寒武纪和石炭纪得到了国际认可。在 20 世纪初,科技的进步使科学家能够研究放射性衰变。利用这种方法,科学家们能够通过在化石中发现的放射性同位素衰变来确定地质时期中不同代(古生代、中生代、新生代)和纪(寒武纪、奥陶纪、志留纪)的界限[2]。21世纪生物地层学的当前用途包括解释岩层的年龄,这些岩层主要用于石油和天然气行业的钻井工作流程和资源分配[5]。