Ciklotemska geologija

Ciklotem, složena, ponavljajuća stratigrafska sukcesija morskih i nemorskih slojeva koji ukazuju na cikličke režime taloženja. Idealna ciklotemska sukcesija je rijetka, a rekonstrukcije generaliziranih sekvenci rezultat su proučavanja primjera u kojima tipični slojevi vapnenca, klastičnih sedimenata ili ugljenskih šavova mogu nedostajati.

Razdoblje ugljikohidrata: pensilvanske cikloteme, donite i turbiditi

Cikloteme se pojavljuju širom svijeta u pensilvanskim slojevima; međutim, oni su najčešće proučavani na sjeveru

Različite sedimentne stijene često su složene jedna na drugu u prepoznatljivim uzorcima koji sugeriraju urednost u formiranju. Konkretno, nizovi ugljena nose ne samo ponavljanje šavova ugljena kroz ponekad stotine metara, već i druge stijene u manje ili više pravilnom redoslijedu. Ugljeni šav podložen je zemljanim sjedištem (podlogom). Iznad ugljena često se nalazi vapnenac ili glineni kamen (škriljac ili blatnjak) s morskim školjkama. Morske školjke nestaju u slijedećim škriljacima, a povremeno ih zamjenjuju nemorski školjke. Prije nego što se pojavi još jedna zemlja-sjedište i ugljen, mogu biti prisutni mulj ili pješčenjak ili oboje.

U Velikoj Britaniji ova vrsta ciklusa opisana je 1830-ih, a neke karboniferne sekvence (one od oko 359 do 299 milijuna godina) mogu se prikladno opisati kao sastavljene od ponavljanja ciklusa vapnenac - škriljac - sljemenjak-pješčenjak - sjedište-zemlja - ugljen, u kojem se ugalj uzima kako bi se definirala točka u kojoj se niz ponavlja. Sličan slijed prepoznat je u Sjedinjenim Državama u kojima je identificiran erozijski proboj ispod pješčenjaka, a pješčenjak je prepoznat kao značajno ponovljeno obilježje koje je pokrenulo novi ciklus.

U oba slučaja ciklus se definira u smislu ponavljajućih stijena. Stijene i fosili sugeriraju naizmjenično otvoreno more (vapnenac i škriljevi s morskim školjkama) i zemaljske uvjete (ugljen). Procesi koji formiraju sedimente bili su oscilacijski ili ciklički. Nadalje, ta se oscilacija odvijala kroz vrijeme. U mnogim raspravama o ovom predmetu, pojam ciklusa korišten je neselektivno za procese, vrijeme koje je uključeno (poput periodičnosti oscilacija) i sedimente. Potencijalna zbrka u ovoj labavoj nomenklaturi dovela je do toga da je američki geolog JM Weller skovao izraz ciklotem kako bi opisao niz slojeva naslaganih tijekom jednog sedimentnog ciklusa, kao što su naslage slojeva tijekom pensilvanskog razdoblja (ili kasno karboniferne epohe, otprilike 318 milijuna do Prije 299 milijuna godina). Ciklotem se odnosi na same stijene; termin ciklus tada može biti rezerviran za procese ili vrijeme uključeno u stvaranje ciklotema, ili oboje.

Weller je imao na umu vrstu gore opisanog niza. Stoga se čini primjerenim upotrijebiti pojam ciklotem za označavanje sličnih sekvenci u razdoblju karbona u Europi i drugdje. Sjevernoameričke i europske cikloteme priznate su kao uzastopne faze podizanja delte isprepletene s morskim upadima. U tom slučaju, termin ciklotem može se sada proširiti na bilo koji slijed sedimentnih stijena koji se ponavljaju u vertikalnom slijedu. Na primjer, девоnske stijene u Velikoj Britaniji često su sastavljene od konglomerata s višestrukim konglomeratima-pješčenjaka-muljevitog blata i nodularnog karbonata. Oni se tumače kao da ih je formirala rijeka koja se vijorila preko njenog sliva. Svaki niz nazvan je ciklotemom, kao i vrlo različit slijed škriljaca, lapora i vapnenca u jurskom razdoblju (prije 200 milijuna do 146 milijuna godina) u Europi.

Tijekom prve polovice 20. stoljeća identifikacija ponavljajućeg niza uglavnom je bila stvar subjektivne prosudbe. Od 1960-ih statistička obrada podataka dovela je do veće preciznosti u definiranju vjerojatnosti da će se bilo koja kamena jedinica pojaviti na svom mjestu u slijedu.

Pensilvanske cikloteme znatno se razlikuju u debljini, ali imaju tendenciju da su debljine oko 10 m. Pojam, kada se primjenjuje na tanje, jednostavne izmjene škriljaca ili vapnenca, spomenuti su kao minorni. S druge strane, deblje sekvence su nazvane megaciklotema. Ponekad to jednostavno označava ciklotemom reda veličine debljim od normalnog. Neki autori koriste termin da opišu skupinu ciklotema koje pokazuju neki karakterističan karakter, a slijedi ih druga grupa koja ima neke druge karakteristike - tj. Jedna skupina ciklotema s mnogo vapnenačkih vrpci može biti praćena, a druga s malo vapnenaca. Zajedno oni čine ciklus ciklotema ili megaciklotem. Skupine megaciklotema s nekim karakterističnim osobinama nazvane su hiperciklotema. Kamene jedinice, čija je debljina nekoliko kilometara i obuhvaćaju čitave geološke sustave, nazivaju se magnaciklima. Ove veće jedinice sumnjive su valjanosti i ograničene korisnosti.

Glavni problem s obzirom na pensilvanske i karboniferne cikloteme je objasniti proširenja mora (transgresije) preko delta ravnice na području koje prolazi postupno utapanjem. Jedan tektonski mehanizam poziva na sumorno utapanje bazena sedimentacije. Pomorski napadi dogodili bi se nakon naglih potonuća. Rast razine mora i upad također mogu uzrokovati rast oceanskih grebena. Jednako tako, prijestupi mora mogu biti posljedica klimatskih promjena, koje mogu, na primjer, uzrokovati periodično otapanje polarnih ledenih kape; ili bi izgradnja delte mogla biti aktivna tijekom klimatskih razdoblja brze opskrbe otpadom u sliv, praćene morskim prijestupima tijekom sušnih razdoblja s malo opskrbe sedimenata. Mehanizmi koji su dobili najnoviju podršku su sedimentološki. Smatra se da se ova građevina delte završava prelaskom u mjesto taloženja kad rijeka nađe kraći put do mora. Izgladnjeli delta-ud, još uvijek podložan kontinuiranom regionalnom utapanju, tada je more poplavljeno kako bi započelo novi ciklotem. Kasnije se mjesto taloženja prebacuje natrag u nekadašnje područje, vraća se sedimentacija, a obnovljena zgrada dovršava se ciklotem.