生物地層學
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生物地層學(英語:Biostratigraphy)是地層學的一個分支,其重點是利用岩石地層中所包含的化石組合來對比和測定岩層的相對年齡[1]。生物地層學的主要目標是關聯,證明一個地質剖面中的特定層位與另一剖面中的另一層位代表相同的時段。這些地層中的化石很有用,因為由於沉積環境的局部變化,同一時代的沉積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組成,而另一剖面則有更多的白堊石灰岩。但如果記錄的化石種類相似,那麼這兩種沉積物可能就是在同一時期沉積下來的。理想情況下,這些化石可用來幫助確定生物帶,因為它們構成了基本的生物地層學單元,並根據每個剖面內發現的化石物種來定義地質年代。
生物地層學原理的基本概念早在數個世紀前就已被引入,最早可追溯到十九世紀初。丹麥科學家兼主教尼古拉斯·斯坦諾是最早認識到岩層與疊覆律相關的地質學家之一。隨着科學技術的進步,到 18 世紀,人們開始接受化石是保存在岩石記錄中的死亡物種遺骸這一事實[2]。該方法在查爾斯·達爾文解釋其背後的機制-「進化」前就已建立[3]。科學家威廉·史密斯、喬治·居維葉和亞歷山大·布隆尼亞爾得出的相同結論是,化石表明了一系列的年代事件,並將岩層確定為某些類型的單元,後來被稱為生物帶[4]。從此,科學家們開始將地層和生物帶的變化與不同的地質時代聯繫起來,在主要動物群的變化中建立起邊界和時間段。由於這些發現,到 18 世紀後期,寒武紀和石炭紀得到了國際認可。在 20 世紀初,科技的進步使科學家能夠研究放射性衰變。利用這種方法,科學家們能夠通過在化石中發現的放射性同位素衰變來確定地質時期中不同代(古生代、中生代、新生代)和紀(寒武紀、奧陶紀、志留紀)的界限[2]。21世紀生物地層學的當前用途包括解釋岩層的年齡,這些岩層主要用於石油和天然氣行業的鑽井工作流程和資源分配[5]。