Geologia Cyklothem

Cyklothem, złożona, powtarzalna sukcesja stratygraficzna warstw morskich i niemorskich, które wskazują na cykliczne systemy osadzania. Idealne następstwa cyklotemów są rzadkie, a rekonstrukcje uogólnionych sekwencji wynikają z badania przykładów, w których mogą brakować typowych złóż wapienia, osadów klastycznych lub pokładów węgla.

Okres karboński: cyklotemy pensylwańskie, tillity i mętności

Cyklot występuje na całym świecie w całej warstwie pensylwańskiej; jednak najczęściej badano je na północy

Różne skały osadowe są często układane jeden na drugim w rozpoznawalnych wzorach, które sugerują uporządkowanie formacji. W szczególności sekwencje zawierające węgiel wykazują nie tylko powtarzanie pokładów węgla, czasami setki metrów, ale także inne skały w mniej lub bardziej regularnej kolejności. Szew węglowy jest ułożony pod ziemią siedzącą (podkładem). Nad węglem często znajduje się wapień lub ił (łupek lub muł) z muszlami morskimi. Morskie muszle znikają w kolejnych łupkach, które od czasu do czasu zastępuje małże niemorskie. Zanim pojawi się kolejna ziemia siedząca i węgiel, może być obecny kamień mułowy lub piaskowiec lub oba.

W Wielkiej Brytanii ten typ cyklu został opisany w latach trzydziestych XIX wieku, a niektóre sekwencje karbonu (te mające około 359 milionów do 299 milionów lat) można wygodnie opisać jako złożone z powtórzeń cyklu wapień - łupek ilasty - piaskowiec - piaskowiec - ziemia siedząca – Węgiel, w którym węgiel jest pobierany w celu określenia miejsca, w którym sekwencja jest powtarzana. Podobną sekwencję rozpoznano w Stanach Zjednoczonych, w której zidentyfikowano erozyjne pęknięcie poniżej piaskowca, a piaskowiec uznano za znaczącą powtarzalną cechę rozpoczynającą nowy cykl.

W obu przypadkach cykl jest zdefiniowany w kategoriach powtarzających się rodzajów skał. Skały i skamieliny sugerują naprzemienne otwarte morze (wapień i łupki morskie z muszlami morskimi) i warunki lądowe (węgiel). Procesy tworzące osady były oscylacyjne lub cykliczne. Co więcej, oscylacja ta miała miejsce w czasie. W wielu dyskusjach na ten temat termin cykl był używany bez rozróżnienia dla procesów, zaangażowanego czasu (takiego jak okresowość oscylacji) i osadów. Potencjalne zamieszanie w tej luźnej nomenklaturze skłoniło amerykańskiego geologa JM Wellera do określenia terminu cyklothem, aby opisać serię złóż zdeponowanych podczas jednego cyklu sedymentacyjnego, takich jak złoża warstw w okresie pensylwańskim (lub późnej epoki karbonu, około 318 milionów do 299 milionów lat temu). Cyklothem odnosi się do samych skał; termin cykl może być wówczas zarezerwowany dla procesów lub czasu potrzebnego do utworzenia cyklotemu, lub obu.

Weller miał na myśli rodzaj sekwencji opisany powyżej. Dlatego wydaje się słuszne użycie terminu cyklothem w odniesieniu do podobnych sekwencji w okresie karbońskim w Europie i poza nią. Uznaje się, że cyklotemy w Ameryce Północnej i Europie reprezentują kolejne fazy budynku delta przeplatanego atakami morskimi. W związku z tym termin cyklotemizm można teraz rozszerzyć na dowolną sekwencję skał osadowych, która jest powtarzana w sekwencji pionowej. Na przykład skały dewońskie w Wielkiej Brytanii często składają się z powtarzającej się sekwencji konglomerat-piaskowiec-ił-mulisty i mułkowaty z węglanem sferoidalnym. Są one interpretowane jako utworzone przez rzekę wijącą się przez równinę zalewową. Każda sekwencja została nazwana cyklothemem, podobnie jak zupełnie inna sekwencja łupków ilastych lub margli i wapieni w okresie jurajskim (od 200 do 146 milionów lat temu) w Europie.

W pierwszej połowie XX wieku identyfikacja powtarzającej się sekwencji była w dużej mierze kwestią subiektywnej oceny. Od lat 60. statystyczna obróbka danych doprowadziła do większej precyzji w określaniu prawdopodobieństwa wystąpienia dowolnej jednostki skalnej w jej miejscu w sekwencji.

Cykloty pensylwańskie różnią się znacznie grubością, ale zwykle mają grubość około 10 m (32 stóp). Termin ten, stosowany w przypadku cieńszych, prostych przeróbek łupków wapiennych lub piaskowców i mułów, jest określany jako niewielki. Z drugiej strony, grubsze sekwencje zostały nazwane megacyklothemami. Czasami oznacza to po prostu cyklotemat o rząd wielkości grubszy niż zwykle. Niektórzy autorzy używają tego terminu, aby opisać grupę cyklotemów, które wykazują pewien charakterystyczny charakter, a następnie inną grupę, która ma pewne inne cechy charakterystyczne - tj. Po jednej grupie cyklotemów z wieloma pasmami wapienia może następować inna z kilkoma wapieniami. Razem stanowią one cykl cyklotemów lub megacyklotemów. Grupy megacyklothemów z pewnymi charakterystycznymi cechami nazwano hipercyklotemami. Jednostki skalne, mierzące kilka kilometrów grubości i obejmujące całe systemy geologiczne, określane są mianem motocykli. Te większe jednostki mają wątpliwą ważność i ograniczoną użyteczność.

Głównym problemem w odniesieniu do cyklotemów pensylwańskich i karbońskich jest wyjaśnienie przedłużeń morza (transgresji) nad równiną delty w obszarze, który podlega stopniowemu opadaniu. Jeden mechanizm tektoniczny wywołuje gwałtowne osiadanie basenu sedymentacyjnego. Najazd morski miałby miejsce po nagłym zatonięciu. Wzrost poziomu morza i wtargnięcie mogą być również spowodowane wzrostem grzbietów oceanicznych. Podobnie przekroczenia morza mogą być spowodowane zmianami klimatycznymi, które mogą na przykład powodować okresowe topnienie polarnych pokryw lodowych; lub budynek delta może być aktywny w okresach klimatycznych szybkiego dostarczania gruzu do basenu, po którym dochodzi do transgresji morskiej w okresach suchych z niewielką podażą osadów. Mechanizmy, które otrzymały najnowsze wsparcie, są sedymentologiczne. Uważa się, że w tych budynkach delta kończy się przełącznikiem w miejscu osadzania się, gdy rzeka znajdzie krótszą drogę do morza. Wygłodniały płat delta, wciąż podlegający ciągłemu opadaniu regionalnemu, zostaje następnie zalany przez morze, aby rozpocząć nowy cyklotemat. Później miejsce osadzania wraca z powrotem do poprzedniego obszaru, powraca sedymentacja, a cyklothem uzupełnia odnowiona zabudowa.