บันทึกทางธรณีวิทยาในสาขาธรณีวิทยาชั้น หิน บรรพชีวินวิทยาและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆคือชั้นหินทั้งหมดที่เกิดจาก การระเบิดของ ภูเขาไฟหรือการสะสมของตะกอนที่เกิดจาก การผุพัง ของเศษหิน ( ดินเหนียวทรายฯลฯ ) ซึ่งรวมถึงซากดึกดำบรรพ์ ทั้งหมด และข้อมูลที่ได้จากประวัติศาสตร์ของโลก เช่นสภาพภูมิอากาศภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลก ตามกฎการซ้อนทับชั้นหินตะกอนและ หิน ภูเขาไฟจะทับซ้อนกัน และแข็งตัวขึ้นตามกาลเวลาจนกลายเป็นเสาหินที่แข็งแรง ( สมบูรณ์ ) ซึ่งอาจถูกแทรกซ้อนด้วยหินอัคนีและถูกรบกวนโดยเหตุการณ์ทางธรณีแปรสัณฐาน

ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนพื้นผิวโลก ชั้นหินจะแสดงภาพตัดขวางของประวัติศาสตร์ธรรมชาติในพื้นที่นั้นในช่วงเวลาที่ครอบคลุมโดยอายุของหิน บางครั้งสิ่งนี้เรียกว่าประวัติศาสตร์ของหินและให้ข้อมูลเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ธรรมชาติของตำแหน่งนั้น ซึ่งครอบคลุมหน่วยเวลาทางธรณีวิทยาหลายหน่วย เช่น ยุคสมัย หรือในบางกรณีอาจครอบคลุมช่วงเวลาทางธรณีวิทยา ที่สำคัญหลายช่วง สำหรับ ภูมิภาค ทางภูมิศาสตร์เฉพาะนั้นๆบันทึกทางธรณีวิทยาไม่ได้สมบูรณ์ในที่ใดที่หนึ่ง^{[ 1 ]}เนื่องจากแรงทางธรณีวิทยาในยุค หนึ่ง ทำให้เกิดพื้นที่ราบต่ำสะสมตะกอนคล้ายกับเค้กหลายชั้น ในยุคถัดไปอาจทำให้พื้นที่นั้นยกตัวขึ้น และพื้นที่เดียวกันนั้นกลับกลายเป็นพื้นที่ที่ผุกร่อนและถูกทำลายโดยปฏิกิริยาเคมี ลม อุณหภูมิ และน้ำ กล่าวคือ ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง บันทึกทางธรณีวิทยาอาจถูกขัดจังหวะได้ และมักจะถูกขัดจังหวะ เนื่องจากสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นโบราณถูกเปลี่ยนแปลงโดยแรงทางธรณีวิทยาให้กลายเป็นลักษณะภูมิประเทศและลักษณะ ใหม่ๆ ข้อมูลจากแกนตะกอนบริเวณปากลุ่มน้ำขนาดใหญ่ซึ่งบางแห่งมีความ ลึก ถึง 7 ไมล์ (11 กิโลเมตร)สนับสนุนกฎการซ้อนทับของชั้นตะกอนอย่างชัดเจน 

อย่างไรก็ตาม การใช้ชั้นหินที่สะสมตัวอยู่กระจัดกระจายซึ่งถูกกักไว้ภายในเสาหินที่ตั้งอยู่ต่างกัน นักธรณีวิทยาได้รวบรวมระบบหน่วยต่างๆ ที่ครอบคลุมช่วงเวลาทางธรณีวิทยา เกือบทั้งหมด โดยใช้กฎการซ้อนทับ กล่าวคือ ในบริเวณที่แรงทางธรณีวิทยาได้ยกสันเขาขึ้น ทำให้เกิดการกัดเซาะและการผุ พังขึ้นใหม่ ส่งผลให้ชั้นหิน พับและเกิด รอยแตก และยังได้สร้างแอ่งหรือแอ่งโครงสร้าง ใกล้เคียง ที่อยู่ระดับความสูงต่ำกว่า ซึ่งสามารถสะสมตะกอนเพิ่มเติมได้ โดยการเปรียบเทียบการก่อตัวโดยรวม โครงสร้างทางธรณีวิทยา และชั้นหินในท้องถิ่น โดยอ้างอิงจากชั้นหินที่กระจายตัวอยู่ทั่วไป ทำให้มีการสร้างบันทึกทางธรณีวิทยาที่เกือบสมบูรณ์ขึ้นมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 17

การแก้ไขความคลาดเคลื่อนสามารถทำได้หลายวิธี โดยใช้เทคโนโลยีหรือผลการวิจัยภาคสนามจากงานวิจัยในสาขาวิชาอื่นๆ

ในตัวอย่างนี้ การศึกษาหินชั้นและฟอสซิลที่บรรจุอยู่ภายในเรียกว่าชีวธรณีวิทยา (biostratigraphy)ซึ่งใช้ ความรู้ ทางธรณีชีววิทยาและ บรรพ ชีววิทยา ที่สะสมมา ฟอสซิลสามารถใช้ในการระบุชั้นหินที่มีอายุทางธรณีวิทยาเดียวกันหรือต่างกันได้จึงสามารถเชื่อมโยงขั้นตอนทางธรณีวิทยา ที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นเข้ากับ ลำดับเวลาทางธรณีวิทยาโดยรวมได้

ภาพฟอสซิลของสาหร่ายเซลล์เดียวใน แผนภาพ ของ USGS นี้ ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน และขยายภาพ 250 เท่า

ในรัฐ เซาท์แคโรไลนาของสหรัฐอเมริกาพบซากดึกดำบรรพ์ของสาหร่าย 3 ชนิดที่เป็นตัวบ่งชี้ในแกนหิน ในขณะที่ในรัฐเวอร์จิเนียพบเพียง 2 ใน 3 ชนิดใน ชั้นหิน ยุคอีโอซีน ซึ่งครอบคลุม 3 ช่วงเวลาและมีอายุทางธรณีวิทยาตั้งแต่ 37.2 – 55.8 ล้านปี

เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลความไม่สอดคล้องกันในบันทึกทางธรณีวิทยา กับลำดับชั้นหินทั้งหมด จะพบว่าไม่มีชนิดพันธุ์ที่ขาดหายไป และส่วนหนึ่งของบันทึกทางธรณีวิทยา ในท้องถิ่น ซึ่งมาจากช่วงต้นของยุคอีโอซีนตอนกลางนั้นหายไป นี่เป็นรูปแบบหนึ่งของความไม่สอดคล้องกัน และเป็นวิธีการที่นักธรณีวิทยาใช้เพื่อชดเชยความแปรผันในท้องถิ่นของบันทึกทางธรณีวิทยา ด้วยชนิดพันธุ์ตัวบ่งชี้ที่เหลืออีกสองชนิด ทำให้สามารถเชื่อมโยงชั้นหินที่มีอายุเดียวกัน (ยุคอีโอซีนตอนต้นและช่วงปลายของยุคอีโอซีนตอนกลาง) ทั้งในรัฐเซาท์แคโรไลนาและรัฐเวอร์จิเนียได้ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถ "ปรับเทียบ" ลำดับชั้นหินในท้องถิ่นให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องในบันทึกทางธรณีวิทยาโดยรวมได้

ด้วยเหตุนี้ เมื่อภาพรวมของบันทึกทางธรณีวิทยาปรากฏขึ้น และความไม่ต่อเนื่องและความคล้ายคลึงกันในที่หนึ่งถูกนำมาเปรียบเทียบกับที่อื่น ๆ จึงเป็นประโยชน์ที่จะแบ่งบันทึกทางธรณีวิทยาโดยรวมออกเป็นส่วนย่อย ๆ ที่แสดงถึงกลุ่มชั้นหินที่มีขนาดแตกต่างกันภายในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ทราบ ตั้งแต่ช่วงเวลาที่สั้นที่สุดไปจนถึงชั้นหินที่หนาที่สุด(eonothem)และช่วงเวลา(eon ) งานวิจัยในสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นพร้อมกันนั้นต้องการให้มีการกำหนดความต่อเนื่องของเวลา และนักวิทยาศาสตร์ด้านโลกจึงตัดสินใจที่จะประสานระบบของชั้นหินและเกณฑ์การระบุกับมาตราเวลาทางธรณีวิทยา ซึ่งทำให้เกิดการจับคู่ระหว่างชั้นทางกายภาพในคอลัมน์ด้านซ้ายและหน่วยเวลาในคอลัมน์ตรงกลางในตารางด้านขวา

• 
  ชั้นหินตะกอน ที่มีการเรียงตัวเป็นชั้นอย่างดีและปรากฏให้เห็นอย่างชัดเจนในอุทยานแห่งชาติไดโนเสาร์ รัฐอัลเบอร์ตาประเทศแคนาดาครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง เผยให้เห็นประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา หลายล้าน ปี ผ่าน ชั้น หินที่ถูกลมและน้ำกัดเซาะหลายชั้น
• 
  นิวออร์ลีนส์หลังพายุเฮอริเคนแคทรีนา : ชั้นตะกอนที่ไม่แข็งตัวซึ่งสะสมตัวมาตั้งแต่ยุคประวัติศาสตร์ การตัดครั้งนี้เป็นการพยายามค้นหาหินฐานใกล้ถนนที่อยู่อาศัยใกล้กับจุดที่คลองลอนดอนอเวนิวพัง ทลายลงด้านล่าง หลังจากที่ได้ทำการบูรณะคันกั้นน้ำซึ่งถูกไถ/ขุดออกไปจนโล่งโดยกองทัพวิศวกร แสดงให้เห็นถึงชั้นหินที่กำลังก่อตัวขึ้นในชั้นตะกอนดินเหนียวขนาดใหญ่ที่สะสมตัวจากการเกิดน้ำท่วมในประวัติศาสตร์โลกยุคใหม่
• 
  จากการสำรวจบริเวณทางหลวงในประเทศเนเธอร์แลนด์ พบว่ามีการสะสมตัวของตะกอนสามยุคและรอยเลื่อนสองจุด โปรดสังเกตสีและการเปลี่ยนแปลงมุมเล็กน้อยระหว่างชั้นหินสีแดงด้านล่างและชั้นหินตรงกลาง ชั้นหินด้านบนเอียงอีกครั้งเมื่อเทียบกับชั้นล่าง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงวัฏจักรที่แผ่นดินนี้เคยผ่านมาในฐานะส่วนหนึ่งของพื้นทะเล
• 
  ชั้นตะกอนแบบวัฏจักรยุคออกซ์ฟอร์ด (ยุคจูราสสิกตอนบน) ที่เปรี-รอยเชอเน็ตต์ ใกล้เมืองทาวานส์ รัฐเบิร์น ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ชั้นสลับกันระหว่างหินปูน (เบา แข็งแรงกว่า) และ หิน มาร์ล / ดินเหนียว วัฏจักรที่เด่นชัดคือวัฏจักร 200,000 ปี
• 
  เหตุการณ์หินถล่มโบราณที่ปกป้องชั้นหินใต้จุดเกิดเหตุจากการกัดเซาะในวงกว้าง ถ่ายจากเส้นทางเดินป่าเบอร์ (Burr Trail) อุทยานแห่งชาติแกรนด์สแตร์เคส-เอสคาลันเต (Grand Staircase–Escalante National Monument ) รัฐยูทาห์ สหรัฐอเมริกา
• 
  ตัวอย่างแกนตะกอนที่เก็บโดยเรือวิจัย POLARSTERN ในมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ โดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างแกนตะกอนแบบใช้แรงโน้มถ่วง การเปลี่ยนแปลงสีอ่อน/เข้มเกิดจากความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศในยุคควอเทอร์นารีอายุพื้นฐานของแกนตะกอนอยู่ที่ประมาณ 1 ล้านปี