Stratigrafija je grana geologije koja proučava slojeve stijena, njihove teksture, sastav, međuodnose, te ih uspoređuje na širem prostoru. Prvenstveno opisuje sedimentne stijene i uslojene vulkanske stijene te određuje njihove starosti. Cilj stratigrafije je definiranje sustava pomoću kojeg se može dati vremenski slijed stijena i zbivanja u geološkoj prošlosti ujednačeno za svako područje, kao i za Zemlju u cjelini.
Već u sedamnaestom stoljeću danski znanstvenik Nicolaus Steno proučavajući sedimentne stijene sjeverne Italije postavlja tri osnovna stratigrafska principa za određivanje relativne starosti slojeva:
Krajem osamnaestog stoljeća, britanski inženjer William Smith u sklopu projektiranja kanala za drenažu močvarnih područja i prijevoz ugljena od rudnika do luka napravio je prvu cjelovitu geološku kartu Velike Britanije pomoću principa biološke sukcesije po kojem su životne forme iz određenog razdoblja Zemljine prošlosti tipične samo za to razdoblje, zbog čega stijene nastale u isto doba mogu sadržavati sličan skup fosila na osnovu kojeg se može:
Početkom devetnaestog stoljeća veliki britanski geolog Charles Lyell u svome djelu Principles of Geology navodi dva značajna principa:
Navedeni principi temelj su određivanja relativne starosti stijena.
Litostratigrafija proučava promjene u tipu stijena, kako u okomitim slojevima tako i lateralnim promjenama koje odražavaju promjene u taložnim okolišima.
Temljena litostratigrafska jedinica je formacija, vremenski kontinuiran i genetski istovjetan kompleks stijena koji je okomito i vodoravno više ili manje ujednačena sastava. Važno je da se formacija po svojemu litološkom sastavu razlikuje od formacije u podini i krovini, te da ne sadržava značajne diskordancije. Ako formacija nije litološki homogena, sastoji se od članova i slojeva. Više formacija čini grupu, a dvije ili više grupa može činiti supergrupu.
Za razumijevanje distribucije, oblika i značenja litoloških jedinica važni su ovi koncepti:
Stratigrafija događaja (eng. event stratigraphy) proučava litostratigrafske jedinice nastale katastrofičnim događajima, tj. događajima koji imaju vrlo široke taložne učinke u vrlo kratkom vremenskome rasponu. Ti slojevi mogu biti istaloženi u širokome području, što omogućava uspoređivanje vrlo različitih taložnih okoliša (što je teže s fosilima).
Događaji mogu biti:
Biostratigrafija proučava relativni odnos slojeva na temelju fosilnog sadržaja i temelj je za globalni sustav kronostratigrafske podjele.
Temeljna biostratigrafska jedinica je biozona, sedimentno tijelo koje sadrži specifičnu floru i faunu. Postoji pet vrsta biozona:
Stratigrafski najvažniji su tzv. provodni fosili, a to su fosili značajni za točno određeno razdoblje. Provodni fosil ispunja tri uvjeta:
Najpoznatiji provodni fosili su graptoliti i amoniti.
Kako litološka svojstva ne upućuju na vrijeme nego samo na mjesto i prilike nastanka stijene, litostratigrafske metode se nisu mogle koristiti za uspoređivanje stijena koje se ne nalaze na istoj lokaciji. Tek razvojem biostratigrafije i korištenjem fosila kao indikatora vremena moglo se povezivati stijene s istom fosilnom zajednicom, tj. stijene iste relativne starosti, što je udarilo temelj geološkoj vremenskoj skali.
Kronostratigrafija proučava vremenske odnose i starost stijena s ciljem njihovog organiziranja. Kronostratigrafske jedinice su uslojene i neuslojene stijene koje su se formirale tijekom određenog geološkog razdoblja. Npr. kambrijski sustav je skup svih stijena koje su nastale tijekom kambrijskog razdoblja. Granice kronostratigrafskih jedinica su sinkrone (vremenski usklađene), tj. za cijelu Zemlju vrijedi jedna kronostratigrafska skala, a starost im je određena na temelju radiometrije te biostratigrafskih odnosa