地層分類系統，是指把地表和地下的層狀岩石（包括沉積岩以及岩漿岩和變質岩）按其本身具有的物理、化學和生物特徵，分別組合成不同類型和級別的地層單位。所以地層分類是地層學研究的基本理論之一。
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研究簡史
地層分類工作雖然開始於18世紀中葉，但到19世紀中葉時，地層術語的使用還十分混亂。如較大的地層單位，出現過類(class)、層(terrain)、順序(order)、系(system)、岩系(series)、岩群(group)和地層(strata)等不同名詞。為了在國際上統一地層分類，1878年巴黎第一屆國際地質大會指定一個委員會來研究“地質報告中術語和圖例符號的統一”問題。1881年波倫亞（義大利）第二屆國際地質大會根據該委員會的工作，通過了第一個國際性地層分類方案，把地層單位分為5級,由大到小的順序是：群、系、統、階和層，但相應的時間單位只有代、紀、世和期 4級。1900年巴黎第八屆國際地質大會對上述方案略加修訂，把期的進一步劃分稱為時，把階的進一步劃分改稱為帶，並取消了代的對應地層單位“群”。當時的地層分類只有與地質年代相對應的時間地層單位，反映了把時間作為確定地層單位唯一根據的認識，這種認識在歐洲大陸有深遠的影響。
北美與歐洲不同
1895年，H.S.威廉斯就提出反對將地層單位和時間單位機械對應的見解。1933年，美國州屬地質學家協會(AASG)的一個委員會提出新的地層分類規範，用地方性的岩石地層單位群、組、段和層取代了國際分類方案(1900)中的階和帶，從而使岩石地層單位與時間地層單位相併立，標誌著雙重地層分類概念的出現。這種新認識動搖了地層單位必須時空一致的傳統觀點，促進了地層學的發展。在《地層術語》(1941)一文中進一步完善了這種認識，並成為美洲地層命名委員會(1946)提出美國地層規範方案的理論基礎。
1937年,H.D.赫德伯格提出岩石、生物、時間3類地層單位彼此獨立並存的見解，與H.G.申克等人將化石帶作為時間地層單位階的次一級劃分不同。此外，地層術語使用方面也存在著混亂，如名詞“組” (formation)，前蘇聯作為沉積“建造”（формадия）使用(見地層沉積組合)。
多重地層單位
為了協調不同地層分類方案在概念和術語使用上的分歧，1952年阿爾及爾第十九屆國際地質大會在國際地層委員會之下成立了國際地層術語分委員會（ISST），後改名為國際地層分類分委員會(ISSC)。1976年，國際地層分類分委員會公布的《國際地層指南》指出,岩層有許多不同的性質,可以有許多不同種類的劃分，每類需建立其各自獨特的單位。《國際地層指南》首先推薦了岩石地層、生物地層和年代（時間）地層 3類套用最廣的地層單位（如表《國際地層指南》(1976)首批推薦的地層分類和術語方案）。
岩石地層單位
在年代地層單位方面：①承認地質年代單位的最高級別術語為“宙”，並推薦了對應的年代地層單位術語“宇”；②提出術語時[間]帶作為最小級別的年代地層單位，其對應的地質年代單位稱“時”，還專門論證了時[間]帶與化石帶之間在概念上的嚴格區別；③再次肯定了“界”作為與“代”對應的年代地層單位術語。
近年，各國也分別提出一些新的地層單位類型。如《北美地層規範》(1983)根據岩漿岩、深變質岩的特殊性將缺少原生層理的侵入體、高度變形(或高度變質)的非層狀岩石限定體命名為“岩體單位”（lithodemic units,又譯“岩簇單位”）,包括“岩體”(lithodeme)、“岩套”(suite)和“超岩套”等,並使用“雜岩”作為不具等級意義的岩石組合單位，它們與其他岩石單位的接觸關係可以是沉積的、噴出的、侵入的、構造的或變質的。在第四紀地層方面，保留了土壤地層單位(pedostratigraphicunits)並規定以埋藏土(geosol)為其基本單位。又將由不整合面分隔的地層單位(通稱“不整合面地層單位”)命名為“異體地層單位”（allostratigraphic unit），但具體單位仍用“群”等。
存在問題與展望
《國際地層指南》（1976）推薦的多重地層單位在國際上已得到廣泛套用，但在年代地層單位與生物地層單位關係方面仍有不同意見。如德國1977年公布的地層規範，將兩者合而為一，強調生物年代單位是從具體的生物地層單位抽象出來的，在連續剖面中兩者的界線吻合。中國學者也指出，既無級別又不能連續劃分地層的生物帶，不構成獨立的地層分類系統，只是為建立年代地層系統服務的手段和中間環節。隨著地震地層學和層序地層學研究的進展，地質學者面臨一種以不整合面為界的地層單位地層系統的命名問題，目前已出現序(synthem)、層序(sequence)等不同方案,這類地層單位具有頂底界線往往穿時，但總體上又具有一定的年代地層意義雙意特徵，在油氣勘探中具有重要價值。
