Stratigrafi kommer af latin -stratum (lag) og -grafi (beskrive) og er den ældste og mest grundlæggende del af den geologiske videnskab. De første stratigrafiske principper blev beskrevet af danskeren Niels Stensen (Nicolas Steno, 1638–1686), der opstillede superpositionsprincippet, som siger, at i uforstyrrede lagserier er de nederste lag ældre end de overliggende lag.

Stratigrafiske discipliner

Der findes tre grundlæggende stratigrafiske discipliner med tilhørende enheder:

1. Litostratigrafisk enhed, der defineres ud fra et bjergartslegemes litologiske sammensætning (fx sandsten, lersten, kalksten).
2. Biostratigrafisk enhed, der defineres ud fra et bjergartslegemes indhold af fossiler.
3. Kronostratigrafisk enhed, der indeholder alle de bjergarter, der er aflejret eller dannet i løbet af et specifikt geologisk tidsinterval.

Derudover findes der en række stratigrafiske discipliner, der alle har til formål at inddele lagserien i en række genetiske enheder, som er dannet under sammenhængende begivenhedsforløb (fx sekvensstratigrafi, seismisk stratigrafi og tektonostratigrafi). Valget af analysemetode afhænger meget af typen af tilgængelige data, formålet med analysen og bassintype.

Sekvens-stratigrafi giver et hierarkisk rammeværk for en sedimentologisk tolkning, der sammen med fossile biota og sedimentære strukturer muliggør en konceptuel modellering af forskellige sedimentære processer, ændringer af akkommoderingsrum forårsaget af ændringer i eustatisk havniveau eller indsynkning/hævning.

Styrken ved den sekvensstratigrafiske metode er, at den kombinerer de geometriske relationer af de sedimentære facies og lag følger i et forudsigeligt systematisk rammeværk af geometrier, der antages at være et resultat af gentagne aflejringsbegivenheder og opfyldninger af bassinet.

Metoden kan derved benyttes til forståelse af den overordnede bassinudvikling og som et prædiktivt værktøj for den geologiske udvikling i ukendte dele af et bassin.

Seismisk stratigrafi benyttes i områder, hvor der er seismiske data til rådighed for bassinanalysen. Seismisk stratigrafi bygger på den grundlæggende antagelse, at individuelle reflektorer kan betragtes som aflejringstidslinjer, dvs. repræsenterer et meget kort geologisk tidsinterval med genetisk relaterede aflejringsforhold. Som i sekvensstratigrafi vil geometrien og andre seismiske karakteristika af de enkelte seismiske enheder kunne benyttes til at tolke bassinudviklingen samt litologi og afsætningsforhold og er derfor et meget stærkt prædiktivt værktøj, som bl.a. anvendes i olieindustrien, til kortlægning af reservoirer, forsegling, kildebjergarter og fælder i undergrunden (se seismisk kortlægning).

Tektono-stratigrafi benyttes hovedsageligt i en overordnet inddeling af tykke sedimentære lagserier til at adskille aflejringssekvenser, der er afsat under forskellige tektoniske regimer (fx præ-rift-, syn-rift- og post-rift-sekvenser). Oftest er de enkelte enheder også karakteriseret ved et skift i palæo-dræneringsforholdene og er derfor, som de to overstående stratigrafier, et stærkt værktøj til forståelse af et bassins udvikling og anvendes bl.a. som prædiktivt værktøj i olieindustrien til kortlægning af reservoirer, forsegling og kildebjergarter.

De forskellige stratigrafiske enheder er indordnet og navngivet i et hierarkisk system, som er praktisk i forbindelse med beskrivelser og kommunikation; fx er litostratigrafiske enheder defineret som lag, led, formation, gruppe og supergruppe.

En beskrivelse af lagenes relation og kontakt er væsentlig for en analyse af deres tilblivelse. Således bruges begrebet 'inkonformitet' som betegnelse for kontakten mellem to lag i en lagserie, der ikke er dannet som under et sammenhængende aflejringsforløb. Er lagene parallelle, kaldes kontakten en 'diskonformitet'; er der en tydelig vinkel (forskel i hældning) mellem lagene, kaldes kontakten en 'vinkeldiskordans'. Hvor den første kontakt afspejler en afbrydelse i sedimentationsforløbet, viser den sidste kontakt, at der er også er sket en tektonisk påvirkning og erosion inden aflejring af det overliggende lag.

Som følge af en inkonformitet mangler der levn (aflejring/bjergart) fra et tidsinterval i den stratigrafiske serie, og et sådant 'hul' i serien kaldes en hiatus (flertal: hiati) som værende af lokal eller regional udbredelse.