地层学是研究岩层和土壤层以确定相对年代的学科。其基本原理很简单：在未受扰动的地层序列中，下层比上层更古老。考古学家利用这一原理来构建遗址的居住序列。如果一种陶器风格出现在比另一种陶器风格更下层的地层中，则前者更古老。这种被称为叠置定律的推理由尼古拉斯·斯泰诺在17世纪提出。
真正的遗址很少能保持原貌。啮齿动物会挖洞，树根会穿透地层，洪水会侵蚀地层，后来的坑洞会切入更早的地层。考古学家会记录每一件发现物的确切位置，并绘制剖面图来展示地层的轮廓。他们还会留意侵入物，即那些已经脱离原有环境的物品。在深层地层中发现的一枚硬币，在被证实无误之前，都会被怀疑。与其他遗址进行交叉测年，并结合放射性碳定年等绝对年代测定方法，有助于确认地层的序列。
关键原则
- 叠置原理：下层地层较古老。
- 原始水平性：各层最初是平的。
- 交叉剪辑：一个功能会截断另一个功能，而另一个功能则在后面。
- 关联性：同一图层中的对象大致是同时代的对象。
地层学赋予考古学时间深度。没有地层学，文物就会脱离语境而漂浮不定。
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