Применяя этот метод, специалисты-палеонтологи делают выводы об относительном возрасте слоев при помощи изучения какой-либо группы родственных организмов (обычно рода, семейства или отряда). Из всего комплекса собранных послойно окаменелостей выбирают представителей определенной группы родственных организмов и их передают специалисту-палеонтологу. Если эти окаменелости собраны в одном разрезе, то они являются звеньями единого эволюционного древа, причем предковые формы располагаются в основании этого древа, а потомки — в более молодых его ответвлениях. Естественно, что предковые формы будут встречаться в более низких слоях разреза, а потомки — в более высоких, т. е. в более молодых. Таким образом филогенетический метод основан на том, что потомки находятся на более высокой ступени эволюционного развития, чем предки; они не могли существовать до предков и, следовательно, всегда будут встречаться в более молодых слоях.

Филогенетический метод не лишен недостатков. Во-первых, он применим не для всех групп организмов. Во-вторых, он сложен из-за неполноты палеонтологической летописи (отсутствие окаменелостей в отдельных слоях). В-третьих, в слоях совместно с потомковыми формами нередко встречаются доживающие предковые формы. Опытный специалист может избежать ошибок, зная эти недостатки. Особенно надежные результаты приносит филогенетический метод, при параллельном изучении нескольких групп родственных организмов.

Микропалеонтологический метод. Этот метод начали применять в биостратиграфии в 20-х годах 20 столетия в связи с быстрым развитием нефтяной геологии. Объектами сборов и изучения являются микроорганизмы, принадлежащие главным образом к типу простейших (фораминиферы, радиолярии), микроскопические водоросли (кокколитофориды, диатомовые) и др. Все эти микроорганизмы обычно называют микрофауной. Как и другие организмы, микрофауна испытала эволюцию, поэтому современный микропалеонтологический метод очень близок к филогенетическому. Главное его отличие заключается в том, что изучение микрофауны проводят под микроскопом.

Большая ценность этого метода заключается в возможности устанавливать возраст пород в небольших обломках, поднятых наверх из буровых скважин, а затем прослеживать одновозрастные слои в других скважинах на больших расстояниях. Поэтому этот метод является основным при поисках и разведке нефти и газа.

Спорово-пыльцевой анализ. Как и микропалеонтологический, этот метод начали недавно применять в практике геологических исследований для установления возраста континентальных отложений.

Споры и пыльца хорошо сохраняются в ископаемом состоянии благодаря своей очень прочной оболочке. Они легко разносятся ветром и текучими водами на большие расстояния и встречаются в самых разнообразных отложениях. Особенно много спор и пыльцы в континентальных отложениях, но широко распространены они и в прибрежно-морских осадках, куда заносятся с суши. Поэтому спорово-пыльцевой анализ служит не только для определения возраста континентальных отложений, но и для сопоставления одновозрастных слоев, образовавшихся на суше и в прибрежных морских условиях. Споры и пыльца имеют микроскопические размеры, методика их изучения близка к микропалеонтологическому методу.

3. Непалеонтологические методы

Эти методы определения относительного возраста применяют в тех случаях, когда слои горных пород не содержат окаменелостей. Кроме того, их используют как вспомогательные параллельно с палеонтологическими. Наиболее важными из непалеонтологических методов являются стратиграфический, минералого-петрографический, тектонический и геофизические. К сожалению, ни один из них не является универсальным.

Стратиграфический метод. Этот метод применяли задолго до возникновения исторической геологии как науки. Относительный возраст определяют по последовательности слоев в конкретном обнажении по принципу: слой, находящийся внизу, древнее слоя, залегающего над ним. Этот метод очень прост в употреблении и безошибочно приемлем в областях с горизонтально залегающими или слабо наклонными слоями. Но в районах, где породы смяты в сложные складки, стратиграфический метод надо применять с "большой осторожностью, так как слои в этих складках нередко перевернуты и более молодые породы лежат под более древними. Для того чтобы избежать ошибки, необходимо установить, как залегают слои, где находится их кровля и подошва. Выяснив все это, геолог составляет стратиграфическую колонку, на которой показаны правильная последовательность слоев, их состав и мощность.

Минералого-петрографический метод. Этот метод использовался для составления геологических карт задолго до введения палеонтологического метода. Он основан на изучении минерального и петрографического состава пород, структурных и текстурных особенностей пород. Принцип, положенный в его основу, очень прост: слои с одинаковой или близкой минералого-петрографической характеристикой считаются одновозрастными.

Этот метод можно безошибочно применять на небольших площадях, где одновозрастные породы обычно имеют один и тот же состав. Но на больших расстояниях его применять нельзя из-за того, что одновозрастные слои зачастую быстро меняют свой петрографический состав, так как они формировались в различных условиях. И наоборот, разновозрастные слои, формировавшиеся в одинаковых или близких условиях, часто имеют близкий петрографический состав.

Минералого-петрографический метод широко используется в настоящее время совместно со стратиграфическим в областях развития метаморфических и магматических горных пород или в районах распространения осадочных пород, не содержащих органических остатков, т. е. в тех случаях, когда нельзя применить палеонтологические методы.

Тектонический метод основан на идее об одновременности проявления тектонических движений на значительных площадях поверхности Земли. Применяя этот метод, геологи устанавливают между слоями осадочных и метаморфических пород перерывы и несогласия, вызванные тектоническими движениями, и прослеживают их на расстоянии. Слои, заключенные между двумя поверхностями несогласий, рассматриваются как одновозрастные. Тектонический метод используется в настоящее время совместно с минералого-петрографический и стратиграфическим для расчленения древних, докембрийских и более молодых пород, не содержащих окаменел остей. При этом следует всегда учитывать, что тектонические движения на больших территориях проявляются неодновременно и с разной скоростью. Поэтому тектонический метод приносит эффективные результаты на небольших площадях.

Геофизические методы основаны на изучении отдельных физических свойств горных пород. Их стали употреблять в стратиграфии совсем недавно, методика их применения все время совершенствуется. Основным из геофизических методов является электрокаротажный. Этот метод широко употребляют в нефтяной геологии. Принцип его достаточно прост, в его основе лежит измерение удельного электрического сопротивления слоев горных пород.

В скважину опускают специальный снаряд — зонд, соединенный электропроводами с самопишущим прибором. По мере опускания зонда в скважину на бумажной ленте самописец вырисовывает кривую — диаграмму изменения удельного сопротивления. Каждый слой имеет определенное сопротивление, и по каротажной диаграмме весь разрез скважины легко расчленяется на отдельные слои. Эти слои затем прослеживают в соседних скважинах по составленным для них каротажным диаграммам. Электрокаротажный метод позволяет расчленить разрез на отдельные слои и проследить их по площади.