I. La reconstitution des anciens milieux
La reconstitution des anciens milieux s’appuie sur plusieurs principes (dont celui de l’actualisme) et caractères (lithologique et paléontologique) :
Principe de l’actualisme : selon lequel les phénomènes géologiques du passé s'expliquent de la même manière que les phénomènes actuellement observables, ce qui exclut les catastrophes planétaires imaginées pour rendre compte des grands événements tectoniques et des successions de faunes et de flores.
Exemple : les coraux actuels vivent dans des eaux peu profondes, agitées et non boueuses, à une température minimale de 18°C. D’après le principe de l’actualisme, la présence de coraux (leurs squelettes forment des polypiers) dans un terrain sédimentaire permet de reconstituer ce type de milieu.
Les caractères lithologiques : ce sont la nature des roches, les structures post sédimentaires et sin sédimentaires qui témoignent les conditions de formation des roches.
Les structures synsédimentaires : se forment au cours du dépôt des sédiments et témoignent de la vitesse, nature, sens, direction des agents de transport.
Les figures post-sédimentaires : elles se développent dans le sédiment après son dépôt. On relève les réarrangements hydrostatiques (figures de charge), les structures dues aux déplacements latéraux de masses de sédiments, les structures de dessiccation, les structures dues à la pédogenèse.
Les caractères paléontologiques : les types d'espèces présentes au sein des terrains géologiques permettent de reconstituer le paléoenvironnement correspondant à l'époque du dépôt de la couche étudiée. L'étude de l'évolution des espèces de fossiles, permet d’obtenir des informations sur les variations des milieux et du climat au cours des temps géologiques : on peut avoir un fossile de faciès typique de milieu continental ou un fossile de faciès typique de milieu d’eau douce.
Les fossiles de faciès sont des espèces de fossiles limitées à certains types de sédiment (faciès) et pouvant donner des indications relatives à la genèse des dépôts. Ce faciès doit répondre à certains critères pour qu'on le considère comme étant un bon fossile de faciès : des conditions physico-chimiques de vie restreintes, un polymorphisme éventuel en fonction des conditions du milieu et une faible vitesse d'évolution.