1.地层层序律
地层是在一定地质时期内所形成的层状岩石(含沉积物)，包括沉积岩、火山岩和由沉积岩及火山岩变质而成的变质岩，是具有一定时代含义的岩层或岩层的组合。
沉积岩地层是在漫长的地质时期中逐渐形成的，其形成时是水平的或近于水平的，如果沉积过程中没有干扰因素，原始的沉积地层一定是连续的，自下而上逐层叠置起来的(图17-1、图17-A)。在正常层序情况下，先形成的岩层在下，后形成的岩层在上，上覆岩层比下伏岩层为新，即下老上新，这就是地层层序律(N.Steno，1669)。它是确定地层相对地质年代的基本方法之一，由此可以确定沉积事件的先后顺序(图17-2)。
如果地层受到后期构造运动的影响，原始水平或近水平的岩层就会发生倾斜甚至变为直立或倒转，这时倾斜面以上的岩层新，倾斜面以下的岩层老(图17-2B)。如果岩层发生褶皱倒转，则老岩层就掩覆在新岩层之上。如图17-3所示，剖面右侧为正常层序，剖面左侧为倒转层序。因此在实际工作中，利用地层层序律确定地层形成的先后顺序时，首先要鉴别地层层序是否正常。一般是利用沉积岩的沉积构造(泥裂、波痕、雨痕、交错层等)，来判断岩层的顶面和底面，恢复其原始层序，以确定其相对的新老关系。
图17-1 原始水平沉积地层
图17-2 地层相对年代的确定
(据夏邦栋，1995)
A—水平岩层；B—倾斜岩层；1～4代表由老到新的岩层
(转引自傅英棋、杨季楷，1987)
T2t—中三叠统天井山组；T3h—上三叠统汉旺组；T3s—上三叠统石元组
2.化石层序律(生物层序律)
由自然作用保存在地层中的地史时期的生物遗体和遗迹，称为化石。化石的形成一般是由具备硬体的生物遗体被地下水中的矿物质逐步而缓慢地交代或充填作用的结果，有的是生物遗体中所含不稳定成分挥发逸去，留下其中炭质薄膜的结果。所以生物遗体的成分通常已变成矿物质，但化石的形态和内部构造仍保持着原来生物骨骼或介壳等硬体部分的特征。
生物的演变是从简单到复杂、从低级到高级不断发展的。因此，一般说来，年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级，并且具有不可逆性。因此，不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合，这就是化石层序律。
早在达尔文之前，英国的工程师威廉·史密斯(W.Smith，1769～1839年)就发现，可以根据化石是否相同来对比不同地区的岩层是否属于同一时代。这一方法至今仍然是确定沉积岩年代的主要方法之一。如图17-4表示根据地层层序和岩性特征、化石特征来划分对比甲、乙、丙三地区的地层，从而恢复该三地区完整的地层形成顺序，并以综合地层柱状图表示。
图17-4 地层划分与对比及综合地层柱状图
(据夏邦栋，1995)
并不是所有的化石都能用来划分对比地层。因为有的生物适应环境变化的能力很强，在很长的时间中，它们的特征没有显著改变，这类生物的化石对划分和对比岩层的意义不大。只有那些时代分布短、特征显著、数量众多、分布广泛的化石才用于确定地层地质年代。这种化石称为标准化石。
3.切割律或穿插关系
确定相对地质年代的方法除了利用沉积地层学和生物地层学方法外，还可以用地质体在空间上的接触关系、捕虏体的存在等来确定地质时间发生的先后顺序。不同时代的岩层、岩体由于各种地质作用，常相互切割或呈穿插关系。在此情况下，被切割或被穿插的岩层比切割或穿插的岩层老，这就是切割律(图17-5)。
图17-5 岩石形成顺序示意图
(据夏邦栋，1995)