自然界的地层，由于受到构造运动的影响，比较错综复杂，有的地层倾斜，甚至层序颠倒，有的地层缺失，在这种情况下确定地层的时代和顺序，人们除利用地壳岩石中放射性元素的衰变规律测定岩层的年龄外，往往还利用地层中所含的化石进行确定。在一般情况下，沉积岩的重要特征是具有层理构造和常含有化石。地层中的化石，多数是古生物的骨骼、贝壳、鳞片、茎、叶等坚硬部分的古生物遗体，少数是古生物的足印、卧印、虫穴、粪便等的活动遗迹，经过矿物质的填充和交替作用，形成仅保持原来形状、结构及印模的钙化、碳化、硅化、矿化的生物遗体或印痕，称为化石。也有少数保存完整遗体的化石，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。生物是由低级到高级，由简单到复杂不断地进化的。不同时代的地层，一般含有不同的化石，而相同时代的地层里往往保存着相同或近似的化石。因此，对层位颠到，或错乱的地层，可以根据岩层中保存下来的生物化石，确定地层的顺序和时代。如含有古生代的三叶虫、大羽羊齿化石的，为古生界地层；含有中生代的恐龙化石的，为中生界地层等。
在实际地质工作中，会经常遇到要判别地层的新老关系，判别的关键是确定地层的顶、底面。一般根据地层中的沉积建造及生物遗迹来判别。常用的判别标志有：
（1） 泥裂是泥质的沉积物表层快速失水、变干、收缩形成的裂揩，其中常被砂和其他物质充填，它总是上宽下尖，尖端指向地层底面。
（2） 冲蚀（冲刷）构造是携带粗粒砂、砾的高速水流，流经较松软的细粒沉积物表面，在其上冲蚀出沟槽，并在沟槽中充填砂、砾的沉积构造。冲蚀（冲刷）构造总是出现在粗粒沉积层的底面，细粒沉积层的顶面，其沟槽底指向地层下方。
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