Cyclothem, succesiune stratigrafică complexă, repetitivă a straturilor marine și nonmarine, care sunt indicatoare ale regimurilor de depunere ciclică. Succesiunile ciclotemale ideale sunt rare, iar reconstrucțiile secvențelor generalizate rezultă din studiul unor exemple în care pot lipsi paturi tipice de calcar, sedimente clastice sau cusături de cărbune.
Perioada carboniferă: ciclotimele Pennsilvaniei, tillitele și turbiditele
Ciclotemele apar la nivel mondial pe toate straturile Pennsilvaniei; cu toate acestea, au fost studiate cel mai mult în nord
Diferite roci sedimentare sunt adesea stivuite una peste alta în tipare de recunoscut care sugerează o ordine în formare. În special, secvențele purtătoare de cărbune nu numai că arată o repetare a cusăturilor de cărbune, trecând uneori la sute de metri, ci și alte roci într-o ordine mai mult sau mai puțin obișnuită. Cusătura de cărbune este acoperită de un scaun-pământ (underclay). Deasupra cărbunelui, se găsește adesea o piatră de calcar sau o piatră de lut (șist sau piatră de noroi) cu scoici marine. Cojile marine dispar în șisturile succesive, pentru a fi înlocuite ocazional cu bivalve nonmarine. Înainte de apariția unui alt scaun-pământ și cărbune, poate fi prezentă o piatră de silt sau o gresie sau ambele.
În Marea Britanie, acest tip de ciclu a fost descris în anii 1830, iar unele secvențe carbonifere (cele cu vârste cuprinse între 359 și 299 de milioane de ani) pot fi descrise în mod convenabil ca fiind compuse din repetiții ale ciclului calcar - șist - siltstone - gresie - scaun-pământ - cărbune, în care cărbunele este luat pentru a defini punctul în care se repetă secvența. O secvență similară a fost recunoscută în Statele Unite în care a fost identificată o pauză erozivă sub gresie și gresia a fost recunoscută drept caracteristica repetată semnificativă care a inițiat noul ciclu.
În ambele cazuri, ciclul este definit în termeni de tipuri de roci recurente. Stâncile și fosilele sugerează alternarea mării deschise (calcarul și șisturile cu scoici marine) și condițiile terestre (cărbunele). Procesele care formează sedimentele au fost oscilatorii sau ciclice. Mai mult, această oscilație a avut loc în timp. În multe discuții despre subiect, termenul de ciclu a fost utilizat în mod nediscriminatoriu pentru procese, timpul implicat (cum ar fi periodicitatea oscilațiilor) și sedimentele. Confuzia potențială din această nomenclatură liberă l-a determinat pe geologul american JM Weller să monedeze termenul de ciclotemă pentru a descrie o serie de paturi depuse în timpul unui singur ciclu sedimentar, cum ar fi depozitele straturilor din perioada Pennsylvanian (sau epoca carboniferă târzie, aproximativ 318 milioane de Acum 299 de milioane de ani). Cyclothem se referă la rocile în sine; termenul ciclu ar putea fi apoi rezervat pentru procesele sau timpul implicat în formarea unui ciclotem, sau pentru ambele.
Weller a avut în minte tipul de secvență descris mai sus. Prin urmare, pare valabil să folosești termenul ciclotem pentru a face referire la secvențe similare din perioada carboniferă în Europa și în alte părți. Ciclotimele nord-americane și europene sunt recunoscute ca reprezentând faze succesive ale construcției deltei intercalate cu incursiuni marine. Astfel, termenul ciclotem poate fi extins acum la orice secvență de roci sedimentare care se repetă în secvență verticală. De exemplu, rocile devoniene din Marea Britanie sunt adesea compuse din secvența repetată conglomerat-gresie-piatră-silt-noroi cu piatră de noroi cu carbonat nodular. Acestea sunt interpretate ca fiind formate dintr-un râu rătăcitor pe câmpul său inundabil. Fiecare secvență a fost numită ciclotem, așa cum are o secvență foarte diferită de șist sau marl și calcare în perioada jurasică (acum 200 de milioane până la 146 de milioane de ani) din Europa.
În prima jumătate a secolului XX, identificarea secvenței repetitive a fost în mare parte o problemă de judecată subiectivă. Începând cu anii’60, tratamentul statistic al datelor a dus la o precizie mai mare în definirea probabilității ca oricare unitate de rocă să apară la locul ei în secvență.
Ciclotemele Pennsilvaniei variază considerabil în grosime, dar tind să fie de aproximativ 10 m (32 de picioare) grosime. Termenul, atunci când este aplicat la modificări mai subțiri, simple de șist-calcar sau gresie-siltstone, a fost menționat ca fiind minor. Pe de altă parte, secvențe mai groase au fost numite megacicloteme. Uneori, aceasta denotă pur și simplu un ciclotem cu o ordine de dimensiuni mai groase decât în mod normal. Unii autori folosesc termenul pentru a descrie un grup de cicloteame care arată un caracter distinctiv urmat de un alt grup care are alte caracteristici - adică, un grup de cicloteame cu multe benzi calcaroase poate fi urmat de un altul cu puține calcare. Împreună acestea constituie un ciclu de cicloteme sau un megaciclotem. Grupurile de megacicloteame cu unele trăsături distinctive au fost numite hipercicotism. Unitățile de roci, care măsoară câțiva kilometri în grosime și acoperă sisteme geologice întregi, au fost denumite magnacule. Aceste unități mai mari au o valabilitate îndoielnică și o utilitate limitată.
Problema principală în ceea ce privește ciclotimele Pennsylvanian și Carbonifere este de a explica extensiile mării (transgresii) pe o câmpie a deltei într-o zonă care este supusă progresiv. Un mecanism tectonic invocă dependența sacadată a bazinului de sedimentare. Incursiunile marine ar avea loc după scufundări bruște. O creștere a nivelului mării și o incursiune ar putea fi, de asemenea, cauzate de creșterea crestelor oceanice. În egală măsură, transgresiunile mării s-ar putea datora modificărilor climatice, care, de exemplu, ar putea provoca topirea periodică a ghețurilor polare; sau construirea de delte ar putea fi activă în perioadele climatice de furnizare rapidă a deșeurilor în bazin, urmată de transgresii marine în perioadele uscate cu puțină cantitate de sediment. Mecanismele care au primit cel mai recent suport sunt sedimentologice. În acestea, se consideră că exteriorul delta este încheiat printr-o schimbare în locația de depunere atunci când râul găsește un traseu mai scurt spre mare. Lobul delta-înfometat, care este încă supus continuității regiunilor, este apoi inundat de mare pentru a începe un nou ciclotem. Ulterior, locația de depunere se întoarce în zona anterioară, se întoarce sedimentarea, iar un ciclotem este completat prin clădirea reînnoită.
