วิชาลำดับชั้นหิน (อังกฤษ: Stratigraphy) เป็นศาสตร์สาขาหนึ่งว่าด้วยรูปแบบ การวางตัว การแผ่กระจาย การสืบลำดับอายุ (chronolgic succession) การจำแนกชนิดและสัมพันธภาพของชั้นหิน (และหินอย่างอื่นที่สัมพันธ์กัน) อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือทั้งหมดที่มีอยู่ในหิน เป็นเกณฑ์กำหนดแบ่ง เพราะฉะนั้นวิชานี้จะมีความเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิด องค์ประกอบสภาพแวดล้อม อายุ ประวัติ สัมพันธภาพที่มีต่อวิวัฒนาการของสิ่งที่มีชีวิต ตลอดจนลักษณะอื่น ๆ ของชั้นหิน สรุปว่า ในการจำแนกลำดับชั้นหิน หินทุกชนิดไม่ว่าจะวางตัวเป็นชั้นหรือไม่เป็นชั้น ก็อยู่ภายในขอบข่ายทั่วไปของวิชาลำดับชั้นหินและการจำแนกลำดับชั้นหินนี้ด้วยเพราะหินเหล่านั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดหรือเกี่ยวเนื่องกันกับชั้นหิน

สรุปก็คือวิชาลำดับชั้นหินเป็นสาขาวิชาที่ศึกษาถึงความสัมพันธ์ทางแนวตั้งและทางข้างทั้งหลายของหินตะกอนโดยความสัมพันธ์เหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นจากพื้นฐานของคุณสมบัติในทางกายภาพและทางเคมีลักษณะทางบรรพชีวิต ความสัมพันธ์ด้านอายุ และคุณสมบัติทางธรณีฟิสิกส์ซึ่งใช้กันมากในปัจจุบัน ก่อนปี ค.ศ. 1970 นั้น วิชาลำดับชั้นหินจะเกี่ยวข้องส่วนใหญ่กับแนวความคิดแบบดั้งเดิมทั้งหลายของ การลำดับชั้นหินตามอายุกาล


กฎวิชาลำดับชั้นหิน (Principles of Stratigraphy)

กฎข้อแรกของวิชาลำดับชั้นหินก็คือ กฎของการวางตัวตามแนวนอนตอนเริ่มต้น (Law of original horizontality) ซึ่งกล่าวได้ว่า ถ้าไม่คำนึงถึงสภาพการวางตัวของชั้นหินที่เราพบเห็นอยู่ในปัจจุบัน ชั้นหินเหล่านั้นได้สะสมตัวในตอนเริ่มต้นเป็นชั้นที่วางตัวตามแนวนอนหรือเกือบตามแนวนอน และขนานหรือเกือบขนานกับพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าชั้นหินที่พบในปัจจุบันมีการเอียงเทหรือตลบทับแล้ว ชั้นหินดังกล่าวจะต้องถูกรบกวนมาตั้งแต่ที่มันได้สะสมตัวในตอนเริ่มต้นตามแนวนอนเป็นต้นมา

เนื่องจากตะกอนได้สะสมตัวเป็นชั้นตามแนวนอน มันจึงมีประโยชน์สำหรับการกำหนดอายุสัมพัทธ์ นอกจากนี้ยังมี กฎของลำดับชั้น (Law of superposition) ซึ่งเป็นกฎทั่วไปที่ใช้ในทางธรณีกาล เกี่ยวกับการลำดับชั้นหิน หรือหินอัคนีผุที่ยังไม่มีการเลื่อนย้อนหรือตลบทับของชั้นหิน ในกฎการลำดับชั้นให้ถือว่า ชั้นหินที่มีอายุอ่อนกว่าวางทับอยู่บนชั้นหินที่มีอายุแก่กว่า

ดังนั้น ในพื้นที่ซึ่งไม่มีการเปลี่ยนลักษณะการแปรสัณฐาน (tectonic deformation) หลังการสะสมตัวของตะกอน เราสามารถลำดับชั้นหินทั้งหลายที่ปรากฏอยู่นั้นได้อย่างง่ายดาย โดยอาศัยกฎดังกล่าวข้างต้น แต่ในพื้นที่ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะการแปรสัณฐาน เช่น ชั้นหินถูกตลบทับ ในกรณีดังกล่าวนี้จะต้องค้นหาตัวชี้บอกเพื่อใช้เป็นเกณฑ์กำหนดว่า ชุดหินดังกล่าวอยู่ในลำดับตามปกติของการสะสมตัว หรืออยู่ในลำดับที่พลิกกลับ (รูปภาพที่ 1) โดยทั่วไปนั้นจะต้องมีตัวชี้บอกมากกว่าหนึ่งอย่าง เพื่อทำให้เกิดความมั่นใจว่าชั้นหินดังกล่าวถูกตลบทับจริง

รูปภาพที่ 1 ภาพหินโผล่บริเวณจังหวัดเลย ที่แสดงให้เห็นชั้นหินที่ถูกกระทำให้คดโค้งและมีลักษณะทางโครงสร้างของหินตะกอน ซึ่งมีประโยชน์ในการจำแนกว่าชั้นหินดังกล่าวอยู่ในตำแหน่งตามปกติ (หันด้านบนขึ้น) อยู่ในตำแหน่งในแนวตั้ง หรือถูกตลบทับเอาไว้ ที่มา Neawsuparpa,et al., (2005)




รูปที่ 2 เป็นภาพที่แสดงให้ในการเคลี่อนย้ายไปของลักษณะปรากฏ (Facies migration) ซึ่งเป็นผลซึ่งเกิดจากปริมาณของการให้ตะกอนที่แตกต่างกัน ในขณะที่ระดับน้ำทะเลลดลง ที่มา Math/Science Nucleus © 2001

Johanes Walther ได้พัฒนา กฎของลักษณะปรากฏ (Law of lateral continuity) ซึ่งกล่าวได้ว่าชั้นหินได้สะสมตัวเป็นชั้นที่ต่อเนื่องไปตลอดแอ่งสะสมตัวและอาจถูกเทียบสัมพันธ์กันได้ แม้จะอยู่ห่างกันออกไปก็ตาม (รูปภาพที่ 3)

กฎพื้นฐานอีกประการหนึ่งของวิชาลำดับชั้นหินก็คือ กฎของความสัมพันธ์กันของการตัดขวาง (Law of cross - cutting relationships) และผลที่ตามมาของกฎดังกล่าวนี้คือ กฎของสิ่งปะปนเข้าไป (Law of inclusions) ซึ่งแนวความคิดเหล่านี้จะถือว่าสิ่งใดก็ตามที่ตัดผ่านชั้นหินตะกอนจะมีอายุอ่อนกว่าชั้นหินดังกล่าว ดังนั้นพนัง (dike) ที่ตัดผ่านชั้นหินตะกอนก็จะมีอายุอ่อนกว่าชั้นหินตะกอนนั้น ในทำนอนเดียวกัน สิ่งที่ปะปนเข้าไป เช่น เศษหินหรือเปลือกหอยในหินกรวดมน จะต้องมีอายุแก่กว่า และจะต้องมีอยู่ก่อนที่ชั้นหินดังกล่าวได้สะสมตัวขึ้น

ซากดึกดำบรรพ์ หรือ บรรพชีวิน หรือ ฟอสซิล (อังกฤษ: fossil) คำว่า ฟอสซิล มีความหมายเดิมว่า เป็นของแปลกที่ขุดขึ้นมาได้จากพื้นดิน แต่ในปัจจุบันถูกนำมาใช้ในความหมายของซากหรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ที่ถูกแปรสภาพด้วยกระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์และถูกเก็บรักษาไว้ในชั้นหิน โดยอาจประกอบไปด้วยซากเหลือของสัตว์ พืช หรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอื่นใดๆที่ได้รับการจัดแบ่งจำแนกไว้ทางชีววิทยา และรวมถึงร่องรอยต่างๆของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ

การเกิดซากดึกดำบรรพ์

ประเภทของซากดึกดำบรรพ์

อายุทางธรณีวิทยา เป็นอายุที่เกี่ยวกับการเกิดของโลก ทุกอย่างที่อยู่ใต้ผิวดินจะเกี่ยวข้องกับธรณีวิทยาทั้งสิ้น จึงต้องมีการให้อายุ เพื่อลำดับขั้นตอน เหตุการณ์ ว่าหิน แร่ ซากดึกดำบรรพ์ที่พบใต้ผิวโลก (จากการเจาะสำรวจ) หรือโผล่บนดินเกิดในช่วงใด เพื่อจะได้หาความสัมพันธ์ และเทียบเคียงกันได้ มีหน่วยเป็นล้านปี อายุทางธรณีวิทยานอกจากเป็นตัวเลขแล้ว ก็มีชื่อเรียกด้วย ซึ่งส่วนใหญ่ก็จะใช้ชื่อตามชื่อสถานที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีการพบซากดึกดำบรรพ์

การศึกษาหาอายุทางธรณีวิทยา หาได้ 2 ลักษณะ คือ มี 2 ลักษณะ คือ

1. อายุเทียบสัมพันธ์หรืออายุเปรียบเทียบ (Relative age) คือ เป็นช่วงระยะเวลาอายุทางธรณีวิทยาโดยศึกษาจากชั้นหิน หรือการลำดับชั้นหิน ลักษณะทางธรณีวิทยา หรือเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาอื่นๆ โดยเมื่อนำมาเปรียบเทียบสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน กับดัชนีต่างๆ รายงานวิชาการอื่นๆ ที่พบในชั้นหิน เช่น หาจากซากดึกดำบรรพ์ต่างๆ ที่พบอยู่ในหิน ว่าเป็นสกุลและชนิดใด เป็นต้น ซึ่งศาสตร์นี้ต้องอาศัยการสั่งสมประสบการณ์และความเชี่ยวชาญสูง ซึ่งแทนที่จะบ่งบอกเป็นจำนวนปี แต่การบอกอายุของหินแบบนี้กลับบอกได้แต่เพียงว่า สิ่งไหนเกิดก่อนหรือหลัง อายุแก่กว่าหรืออ่อนกว่าหิน หรือซากดึกดำบรรพ์ อีกชุดหนึ่งเท่านั้น โดยอาศัยตำแหน่งการวางตัวของหินตะกอนเป็นตัวบ่งบอก( Index fossil) เป็น ส่วนใหญ่ เพราะชั้นหินตะกอนแต่ละขั้นจะต้องใช้ระยะเวลาช่วงหนึ่งที่จะเกิดการทับถม เมื่อสามารถเรียงลำดับของหินตะกอนแต่ละชุดตามลำดับก็จะสามารถหาเวลาเปรียบ เทียบได้ และจะต้องใช้หลักวิชาการทางธรณีวิทยา(Stratigraphy)ประกอบด้วย

การศึกษาเวลาเปรียบเทียบโดยอาศัยหลักความจริง มี อยู่ 3 ข้อคือ

1.1 กฎการวางตัวซ้อนกันของชั้นหินตะกอน (Law of superposition) ถ้าหินตะกอนชุดหนึ่งหรือหินอัคนีผุไม่ถูกพลิกกลับ (Overturn) โดย ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติแล้ว ส่วนบนสุดของหินชุดนี้ย่อมจะมีอายุอ่อนหรือน้อยที่สุด และส่วนล่างสุดย่อมจะมีอายุแก่ที่สุดหรือมากกว่าเสมอ

1.2 กฎของความสัมพันธ์ในการตัดผ่านชั้นหิน (Law of cross-cutting relationship)กล่าวคือ หินที่ตัดผ่านเข้ามาในหินข้างเคียง ย่อมจะมีอายุน้อยกว่าหินที่ถูกตัดผ่านเข้ามา

1.3 การเปรียบเทียบสหสัมพันธ์ของหินตะกอน (Correlation of sedimentary rock)ศึกษาเปรียบเทียบหินตะกอนในบริเวณที่แตกต่างกันโดยสามารถเปรียบเทียบได้โดยอาศัยใช้ลักษณะทางกายภาพ เช่น

1.3.1 ใช้ลักษณะทางกายภาพโดยอาศัยชั้นหินหลักหรือคีย์เบด (Key bed) ซึ่ง เป็นชั้นหินที่กำหนดได้สะดวกง่ายดาย โดยมีลักษณะเด่นเฉพาะบางประการตัวของมันเอง เช่น ซากพืช สัตว์ เป็นต้น และชั้นหินหลักนี้ ถ้าพบที่ไหนในบริเวณที่ต่างกันก็จะมีอายุหรือช่วงเวลาที่เกิดเท่ากันหรือ ใกล้เคียงกัน สามารถบ่งบอกจดจำได้อย่างถูกต้องถึงว่าชั้นหินที่วางตัวอยู่ข้างบนและข้าง ล่างของคีย์เบดจะมีลักษณะแตกต่างกันออกไปในแต่ละบริเวณด้วย

1.3.2 เปรียบเทียบโดยใช้ซากดึกดำบรรพ์ (Correlation by fossil) โดย มีหลักเกณฑ์คือ ในชั้นหินใดๆ ถ้ามีซากดึกดำบรรพ์ชนิดเดียวกัน ที่เหมือนหรือคล้ายคลึงเกิดอยู่ในตัวของมันแล้ว แม้ชั้นหินนั้นๆ จะอยู่ต่างที่กัน ย่อมมีอายุหรือช่วงระยะเวลาที่เกิดเดียวกันหรือใกล้เคียงกับซากดึกดำบรรพ์ ที่สามารถจะใช้เปรียบเทียบได้ดี ต้องมีช่วงเวลาที่อาศัยอยู่บนโลกเป็นเป็นช่วงระยะเวลาสั้นๆ แต่เกิดอยู่อย่างกระจัดกระจายเป็นบริเวณกว้างขวางมากที่สุด ซึ่งฟอสซิลเหล่านี้เรียกว่า ไกด์ฟอสซิลหรือ อินเด็กฟอสซิล หรือ ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (Guide or Index fossil)

2. อายุสัมบูรณ์ (Absolute age) หมายถึง เป็นระยะเวลาที่สามารถบ่งบอกอายุที่แน่นอนลงไป เช่น อายุซากดึกดำบรรพ์ของหินหรือวัตถุต่างๆ ที่สามารถหาได้ ลักษณะหรือเหตุการณ์ทางธรณีวิทยา (โดยมาก การบอกอายุเป็นตัวเลขได้ วัดเป็นปี เช่น พันปี ล้านปี) มาหาอายุ โดยทั่วไปหมายถึงการกำหนดหาอายุที่จากการวิเคราะห์และคำนวณหาได้จากไอโซโทป ของธาตุกัมมันตรังสีที่ปะปนประกอบอยู่ในหินหรือในซากดึกดำบรรพ์หรือวัตถุ นั้นๆ ขึ้นอยู่กับวิธีการและช่วงเวลาครึ่งชีวิต(Half life period) ของธาตุนั้น ๆ เช่น C-14 มีครึ่งชีวิตเท่ากับ 5,730 ปี จะใช้กับหินหรือ Fossil โบราณคดี ที่มีอายุไม่เกิน 50,000 ปี ส่วน U-238 หรือ K-40 จะใช้หินที่มีอายุมาก ๆ ซึ่งมีวิธีการที่สลับซับซ้อน ใช้ทุนสูง และแร่ที่มีปริมาณรังสีมีปริมาณน้อยมาก วิธีการนี้เรียกว่า การตรวจหาอายุจากสารกัมมันตภาพรังสี (Radiometric age dating)

การใช้ธาตุกัมมันตรังสีเพื่อหาอายุหิน หรือ ฟอสซิล นั้น ใช้หลักการสำคัญคือการเปรียบเทียบอัตราส่วนของธาตุกัมมันตรังสีที่เหลืออยู่ ( End product) ที่เกิดขึ้นกับไอโซโทปของธาตุกัมมันตรังสีตั้งต้น (Parent isotope) แล้วคำนวณโดยใช้เวลาครึ่งชีวิตมาช่วยด้วยก็จะได้อายุของชั้นหิน หรือ ซากดึกดำบรรพ์ นั้น ๆ เช่น

วิธีการ Uranium 238 - Lead 206 วิธีการ Uranium 235 - Lead 207

วิธีการ Potassium 40 - Argon 206 วิธีการ Rubidium 87- Strontium 87

วิธีการ Carbon 14 - Nitrogen 14

ประโยชน์ของการหาอายุโดยใช้ธาตุกัมมันตรังสีมี 2 ประการคือ

1. ช่วยในการกำหนดอายุที่แน่นอนหลังจากการใช้ Fossil และ Stratigrapy แล้ว

2. ช่วยบอกอายุหรือเรื่องราวของยุคสมัย พรีแคมเบียน (Precambrian) นี้ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องไปอย่างมาก ร่องรอยต่าง ๆจึงสลายไปหมด มี ความรู้เพิ่มขึ้นในเรื่องวิวัฒนาการของสัตว์หลายเซลล์และสัตว์ชั้นสูงซึ่ง เกิดขึ้นมาบนโลกเมื่อประมาณ 545 ล้านปีที่ผ่านมา นักธรณีวิทยาได้แบ่งอายุของโลกออกเป็นช่วงๆ เรียกว่า “ธรณีกาล” โดยใช้เหตุการณ์และการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทางธรณีวิทยาและการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของโลกเป็นหลักในการแบ่ง ประกอบด้วยมหายุค (Era) ยุค (Period)และสมัย (Epoch) โดยแบ่งโลกออกเป็น 3 มหายุคกับอีก 11 ยุค จากยุคก็แบ่งย่อยเป็นสมัย มีเวลาเป็นปีกำกับของแต่ละช่วงยุคสมัย

เพิ่มเติม

จากการศึกษาชนิดของสิ่งมีชีวิต ประกอบกับการเรียงลำดับชั้นหินที่พบซากดึกดำบรรพ์ชนิดนั้น ทำให้นักธรณีวิทยาที่ศึกษาเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ (นักโบราณชีววิทยา,Paleontologist) มีความรู้เพิ่มขึ้นในเรื่องวิวัฒนาการของสัตว์หลายเซลล์และสัตว์ชั้นสูงซึ่งเกิดขึ้นมาบนโลกเมื่อประมาณ 545 ล้านปีที่ผ่านมา นักธรณีวิทยาได้แบ่งอายุของโลกออกเป็นช่วงๆ เรียกว่า “ธรณีกาล” โดยใช้เหตุการณ์และการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทางธรณีวิทยาและการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของโลกเป็นหลักในการแบ่ง ประกอบด้วยมหายุค (Era) ยุค (Period) และสมัย (Epoch) โดยแบ่งโลกออกเป็น 3 มหายุคกับอีก 11 ยุค จากยุคก็แบ่งย่อยเป็นสมัย มีเวลาเป็นปีกำกับของแต่ละช่วงยุคสมัย

ทั้งนี้ได้จัดให้ชีวิตเริ่มแรกที่เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลังจากโลกเริ่มเย็นตัวลงเป็นทั้งมหายุค และยุค เรียกว่า “พรีแคมเบรียน” (3,500 – 545 ล้านปี) ซึ่งในยุคนี้หลายประเทศ เช่น แคนาดาและออสเตรเลีย ได้ใช้ซากดึกดำบรรพ์สโทรมาโทไลต์เป็นตัวกำหนดยุค แต่ในประเทศไทยไม่มีรายงานการสำรวจพบซากดึกดำบรรพ์ของยุคนี้ อายุจึงได้จากการลำดับชั้นหินและชนิดของหินเป็นหลัก โดยจัดให้หินแปรที่เกิดจากการแปรสภาพขั้นสูง เช่น หินไนส์ ชีสต์ และแคลซิลิเกต เป็นต้น เนื่องจากความร้อนและความกดดันที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกและการแปรสัณฐานของแผ่นธรณีภาคหลายครั้งเกิดขึ้นในยุคนี้ หินในยุคนี้จึงยืนหยัดผ่านการเปลี่ยนแปลงมายาวนาน มีความแข็งแกร่งคงทนเช่นเดียวกับคนที่ผ่านชีวิตมาอย่างยืนยาว



ภาพ การเรียงลำดับยุคของไดโนเสาร์


โลกในระยะเวลาต่อมาจาก 545 – 250 ล้านปี ได้แก่ มหายุคพาลีโอโซอิกเป็นยุคสมัยของซากดึกดำบรรพ์อย่างแท้จริง มีซากของสิ่งมีชีวิตโบราณที่เกิดขึ้นอย่างมากมาย มีทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว และหลายเซลล์ เริ่มมีการพัฒนารูปร่างของสัตว์ที่มีเปลือกห่อหุ้ม มีโครงร่างแข็งแรงขึ้น โดยเริ่มแรกเป็นสัตว์ทะเลแล้ววิวัฒนาการขึ้นมาอาศัยอยู่บนบก เริ่มมีวิวัฒนาการของพืชและสัตว์หลายพันธุ์ เช่น แมลง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ปลา สัตว์เลื้อยคลาน ต้นไม้ยืนต้น เป็นต้น แต่ในช่วงอายุนี้ก็มีการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตด้วยเช่นกัน

มหายุคถัดไปตั้งแต่ 250 – 65 ล้านปี ได้แก่ มหายุคมีโซโซอิก เป็นยุคสมัยของสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ และพืชชั้นสูง และบางชนิดก็สูญพันธุ์ไป เช่น ช่วงเวลาที่ไดโนเสาร์ไดโนเสาร์ซึ่งเริ่มชีวิตในช่วงนี้ อาศัยอยู่บนโลก มันกินช่วงเวลาที่ดีที่สุด 3 ช่วงเวลา คือยุคไทรแอสสิก จูแรสสิก และครีเตเซียส เป็นระยะเวลา ประมาณ 140 ล้านปี นับเป็นช่วงเวลา ที่ยาวนานมาก เมื่อมองไปถึงช่วงเวลาที่ มนุษยชาติ ที่เป็นบรรพบุรุษ ของคนเรา เคยอาศัยอยู่ในโลกนี้ เพียงประมาณ 100,000 ปีเท่านั้น นั่นแสดงว่า มนุษย์ โบราณ ไม่เคยอยู่อาศัย และต่อสู้กับ ไดโนเสาร์เลย แล้วไดโนเสาร์ก็สูญพันธุ์ไปจากโลกในช่วงประมาณ 65 ล้านปี ปลายของมหายุคนี้เช่นกัน

มหายุคสุดท้าย ตั้งแต่ 65 ล้านปี – ปัจจุบัน ได้แก่ มหายุคซีโนโซอิก กาลเวลาอันยาวนานในช่วงนี้ เป็นช่วงกำเนิดและวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ รวมทั้งสายพันธุ์มนุษย์ ซึ่งมนุษย์ คนแรกของโลก เพิ่งเกิดเมื่อ 5 ล้านปีที่แล้วนี้เอง และพืชดอกก็เจริญเต็มที่ ในช่วงนี้เป็นช่วงเวลาที่บรรยากาศโลกคล้ายปัจจุบันมากที่สุด

ซากดึกดำบรรพ์ที่เกิดขึ้นนั้นบ่งบอกอายุ และสภาพแวดล้อมของยุคสมัยนั้น แต่ซากดึกดำบรรพ์ที่จะบ่งบอกอายุได้ดีจะต้องเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่เมื่อมีชีวิต อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม แพร่ขยายพันธุ์ได้รวดเร็วเป็นปริมาณมาก แต่มีช่วงอายุสั้น และสูญพันธุ์เร็ว เรียกว่า ซากดึกดำบรรพ์ดัชนี (Index fossil) เช่น โคโนดอนต์ ซึ่งเป็นจุลชีวินที่บ่งบอกอายุในยุคออร์โดวิเชียนในประเทศไทย แกรปโทไลต์เป็นซากดึกดำบรรพ์ในยุคไซลูเรียนและฟูซูลินิด บ่งบอกอายุในยุคเพอร์เมียน เป็นต้น

หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ที่ได้จากการสำรวจศึกษาทำให้เราทราบถึงสายการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ มีทั้งที่สูญพันธุ์ และที่สามารถดำรงพันธุ์สืบเนื่องมาจากอดีตจนถึงปัจจุบัน ซึ่งอาจจะเป็นเหมือนต้นไม้แห่งชีวิต ที่เริ่มต้นจากจุดเล็กๆ ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แล้วแตกกิ่งก้านสาขาออกไปมากมาย เหมือนกับการกระจายพันธุ์ออกไปของพืชและสัตว์หลายชนิด