Развитие любой большой науки базируется на существовании системы принципов формирования ее исходных положений и выводов, методов научного анализа, определенных взглядов на ведущие законы и движущие силы.
Историческая геология не является в этом исключением. Знание или общее ознакомления с основами научного познания при изучении истории развития земной коры полезно потому, что оно позволяет выявлять достоверность и обоснованность ее выводов. Для исторической геологии, претендующей на роль широкого методологического и мировоззренческого направления естествознания, это очень важно.
Среди основных принципов следует назвать положение о том, что геологические тела и структуры земной коры, а также формы рельефа и органических остатков являются основными документами, по которым восстанавливается прошлое Земли. Это то, что образно называется ее каменным летописью. Наиболее важную информацию дает изучение осадочной оболочки земной коры, позволяет устанавливать возраст накопленных пород, физико-географические условия времени их формирования, эволюции органического мира, а иногда и определенные космические влияния на эти процессы.
К важнейшим в исторической геологии следует отнести принцип актуализма. Смысл его заключается в том, что процессы, явления, силы, законы и факторы, которые мы можем наблюдать или восстанавливать сегодня, действовали и в прошлом. В частности, существовала поясная климатическая зональность, аналогичные современным типы и формы рельефа, извергались вулканы, перемещалась береговая линия, происходили землетрясения, действовали силы гравитации. При этом мы делаем поправку на то, что состав атмосферы и гидросферы в отдаленные интервалы времени, а также уровень развития биосферы были другими, поэтому мы говорим не о тождественности условий, предусматривавший униформизм, а лишь об общей сходство обстановок и законов.
Из исходных принципов исторической геологии, сформулированных еще Ч. Дарвину, следует назвать положение о неполноте геологической летописи. И действительно, определенные слои земной коры сохранились, были со временем разрушены, а может, и преобразованы следующим магматизмом и метаморфизмом. Или пока еще не найдено ископаемых, являющихся промежуточными звеньями определенных видов, других групп. Это затрудняет расшифровку эволюционного процесса, отдельных этапов или событий геологической истории и палеонтологии, требует определенных гипотез, предположений.
Можно сформулировать ряд и других аналогичных положений, например, говоря о взаимосвязи и взаимообусловленность различных сторон и факторов историко-геологического развития, в частности о тектонические движения, вызывающие повышение одних площадей и опускания других, формируют рельеф, обусловливают тип магматизма, условия осадконакопления, а также развитие на тех или иных территориях органического мира. Или говоря о том, что исходным положением для общих историко-геологических выводов и представлений результаты региональных исследований, которые позволяют судить о развитии земной коры в целом. К тому же необходимо назвать положение о том, что на развитие Земли, ее земной коры и органического мира активно влияет космическое окружение. Оно определяет поступление на земную поверхность космического вещества, постоянный и эпизодический энергетическое воздействие и, как результат, проявление различных тектонических движений, своеобразных структурно-геологических перестроек, закономерное повторение определенных условий, их цикличность и ритмичность, а также уникальность нашей планеты в целом, о чем речь ниже.
Выяснение истории развития земной коры или отдельных ее участков требует использования большого количества различных методов. Назовем лишь основные их группы. Среди важнейших следует отметить проведение геологической съемки, составления геологических карт. На их основе впоследствии складываются палеогеографические, тектонические, формационные и другие карты, позволяющие восстанавливать физико-географические условия отдельных территорий, время и характер проявления магматизма, горообразовательных движений и т.д.. Подобные карты для больших площадей позволяют выявлять участки разновозрастной складчатости, границы отдельных литосферных плит, очерчивать контуры материков и океанов определенные интервалы времени.
Среди главных в историко-геологическом анализе являются методы определения относительного возраста, или последовательности образования геологических тел. Такие операции обычно входят в состав геологической съемки или картоскладальних работ. Впрочем, иногда подобные исследования становятся предметом самостоятельного изучения. К главным методов относительной геохронологии можно отнести непосредственные стратиграфические наблюдения, выполняемые в процессе полевых геологических работ. По возможности они дополняются сбором палеонтологических остатков (биостратиграфических исследования). Геофизические методы стратиграфического расчленения используются для изучения разреза в глубоких скважинах, а также расшифровки геологического строения всей земной коры и глубоких зон планеты. Достаточно своеобразным методом, который начал использоваться лишь сравнительно недавно, является палеомагнитный метод, с помощью которого изучают «магнитную память», или «окаменевший магнетизм», что позволяет устанавливать, где находился магнитный полюс того или иного времени и где размещались материки прошлого, а также изучать относительно малоизвестное явление, при котором магнитная полярность, или направление «север - юг», периодически меняются.
Достаточно разнообразны методы абсолютной геохронологии, или определения абсолютного возраста горных пород. Об этом мы будем говорить отдельно. Сейчас только отметим, что существует группа изотопных методов, позволяет датировать породы в единицах абсолютного времени (миллионы или тысячи лет) и основана на определении соотношения продуктов распада изотопных элементов. Предпринимаются также попытки восстанавливать такой возраст по скорости осадконакопления и временем охлаждения Земли, основанные на предположениях о изначально расплавленное состояние планеты, определении уровня солености Мирового океана, формировании ленточных глин.
Многочисленными являются методы восстановления древних физико-географических обстановок. Они включают методы составления палеогеографических карт, прослеживания границ береговой линии прошлого (по грубоуламковимы прибрежными отложениями), отдельных наступлений и отступлений моря (трансгрессий и регрессий), изучение климатов, анализа палеонтологических остатков и накопленных осадочных пород. Иногда делаются попытки установить глубину исследуемого бассейна, определить участки износа (что бывает важным для поисков россыпных месторождений), выявить соотношение участков подъемов и прогибов.
Достаточно разнообразны методы изучения тектонических движений. Они включают определение темпов прогибания отдельных бассейнов (обычно по мощности накопленных осадочных толщ), возраста горо-и складкообразования, тектонических режимов, местонахождение отдельных материков или литосферных плит в те или иные этапы геологической истории. О характере и тип тектонических режимов мы в некоторых случаях можем судить по обнаруженным в определенное время магматизмом. Составление обзорных тектонических карт включает определение площадей размещения платформ и разновозрастных складчатых сооружений, дает представление о тектонических и палеогеографические режимы, существовавшие в разное время на разных территориях.
Методы изучения осадконакопления прошлого предусматривают составление формационных карт проявляют территории с различными седиментационного обстановками и различными типами пород, накопившихся а также толщ и условия их изменения (ритмичность, цикличность, определение седиментационно-палеогеографических границ). Как самостоятельный метод рассматривается фациальный анализ, когда по типу пород восстанавливаются физико-географические условия, является общим для палеогеографии и литологии. Седиментационно-палео-географические исследования нередко сопровождаются построением различных графиков, кривых, карт, иногда трактуется как самостоятельный метод. По стратиграфическими столбиками, прилагаемых к геологических карт, строятся разрезы, на которых показываются скорости прогибания и осадконакопления, перерывы в осадкона-накопление, которые обычно фиксируют поднятие, может рассматриваться как комплексный метод изучения палеогеографических, седиментационных и тектонических условий.
Ввиду того что историческая геология чаще оперирует со значительными объемами количественной информации, она нередко использует статистические методы ее обработки. Примером такого случая является анализ многочисленных определений абсолютного возраста магматических горных пород, позволяющий выяснять протекания этого процесса во времени, выявлять в нем определенные активизации, отдельные импульсы (фазы) или моменты резкого изменения типа магматизма (тектоно-магматические рубеже). Эти методы используются чаще всего для изучения некоторых осадочных толщ, например флишових, позволяющий выяснять ритмы разных порядков. Количественные подсчеты погибших групп органического мира на определенных возрастных уровнях свидетельствуют о проявлении различных катастроф в определенные моменты истории, а также помогают устанавливать их масштабы.