Ciclotema, successió estratigràfica complexa i repetitiva d’estrats marins i no marins que són indicatius de règims de deposició cíclics. Les successions ciclotèmiques ideals són rares, i es poden reconstruir seqüències generalitzades a partir de l'estudi d'exemples en els quals poden faltar llits típics de calcària, sediments clàstics o costures de carbó.
Període carbonífer: cicloturs Pennsilvans, tillites i turbidites
Els ciclotèmis es produeixen a nivell mundial a través dels estrats Pennsilvians; tanmateix, han estat més estudiats al nord
Sovint s’apilen diferents roques sedimentàries les unes sobre les altres en patrons recognoscibles que suggereixen una ordenació en la formació. En particular, les seqüències portadores de carbó no només mostren una repetició de costures de carbó, a través de vegades de centenars de metres, sinó també d'altres roques en un ordre més o menys regular. La costura de carbó es troba subratllada per un seient terra (soterrat). Per sobre del carbó, sovint es troba una pedra calcària o una pedra de fang (esquistes o fangs) amb petxines marines. Les closques marines desapareixen en els esquists successius, que poden ser substituïdes ocasionalment per bivalves no marins. Abans que aparegui una altra terra de terra i carbó, hi pot haver una pedra de silt o una gres o ambdues.
A Gran Bretanya, aquest tipus de cicle es va descriure a la dècada de 1830, i es poden descriure còmodament algunes seqüències carboníferes (unes d’entre 359 i 299 milions d’anys) com a composicions de repeticions del cicle calcari –sistema-siltstone-gres-seient-terra –Coal, en què es pren el carbó per definir el punt en què es repeteix la seqüència. Es va reconèixer una seqüència similar als Estats Units en què es va identificar un trencament erosiu per sota del gres i es va reconèixer la gresa com la característica repetida significativa iniciant el nou cicle.
En ambdós casos el cicle es defineix en termes de tipus de roca recurrents. Les roques i els fòssils suggereixen alternar el mar obert (les calcàries i les esquelles amb petxines marines) i les condicions terrestres (el carbó). Els processos que formaven els sediments eren oscilatoris o cíclics. A més, aquesta oscil·lació es va produir a través del temps. En moltes discussions sobre el tema, el terme cicle es va utilitzar indiscriminadament per als processos, el temps implicat (com la periodicitat de les oscil·lacions) i els sediments. La possible confusió en aquesta fluixa nomenclatura va portar al geòleg nord-americà JM Weller a encunyar el terme ciclotema per descriure una sèrie de llits dipositats durant un cicle sedimentari únic, com els dipòsits de capes durant el període Pennsilvània (o època del Carbonífer Tardà, aproximadament 318 milions a Fa 299 milions d’anys). El ciclotema es refereix a les pròpies roques; el terme cicle es pot reservar llavors per als processos o el temps que comporta la formació d'un ciclotema, o tots dos.
Weller tenia en compte el tipus de seqüència descrit anteriorment. Per tant, sembla vàlid utilitzar el terme ciclotema per referir-se a seqüències similars en el període Carbonífer a Europa i altres llocs. Es reconeix que els cicloturs nord-americans i europeus representen fases successives de la construcció delta intercalades amb incursions marines. En aquest cas, el terme ciclotema ara es pot estendre a qualsevol seqüència de roques sedimentàries que es repeteixi en seqüència vertical. Per exemple, les roques devonianes a la Gran Bretanya sovint estan compostes per la pedra repetida de conglomerat-gres-cargol-cargol-fang amb carbonat nodular. S’interpreta com a format per un riu desviant a través de la seva plana inundable. Cada seqüència ha estat anomenada ciclotema, ja que té una seqüència molt diferent de esquistes o margues i calcàries en el període Juràssic (fa 200 milions a 146 milions d'anys) d'Europa.
Durant la primera meitat del segle XX, la identificació de la seqüència repetitiva va ser en gran part una qüestió de judici subjectiu. El tractament estadístic de les dades dels anys seixanta ha portat a una major precisió per definir la probabilitat que hi hagi una unitat de roca en el seu lloc en la seqüència.
Els ciclotèrmes Pennsilvians varien considerablement de gruix però acostumen a tenir uns 10 m de gruix. El terme, quan s’aplica a alteracions simples i més fines de pedra calcària de xisto o de pedra arenisca, ha estat conegut com a menor. D'altra banda, les seqüències més gruixudes han estat anomenades megaciclotèrmies. De vegades això simplement denota un ciclotema d’un ordre de mida més gruixut del normal. Alguns autors utilitzen el terme per descriure un grup de ciclotèrmes que mostren algun caràcter distintiu seguit d'un altre grup que té algunes altres característiques, és a dir, un grup de ciclotèrmes amb moltes bandes calcàries pot ser seguit d'un altre amb poques calcàries. Junts constitueixen un cicle de ciclotèrmes, o un megaciclotema. Els grups de megaciclotips amb algunes característiques distintives han estat anomenats hiperciclotisme. Les unitats de roca, que mesuren diversos quilòmetres de gruix i abasta sistemes geològics sencers, han estat anomenades magnacicles. Aquestes unitats més grans són de dubte validesa i utilitat restringida.
El principal problema pel que fa als ciclotips Pennsilvània i Carbonífer és explicar les extensions del mar (transgressions) sobre una plana deltaica en una zona en fase de progressió. Un mecanisme tectònic invoca la subsidència bruta de la conca de sedimentació. Les incursions marines es produirien després d’enfonsaments sobtats. Un augment del nivell del mar i la incursió també es podria produir pel creixement de les dorsals oceàniques. De la mateixa manera, les transgressions del mar es poden deure a canvis climàtics, que, per exemple, podrien provocar la fusió periòdica de glaçades polars; o la construcció exterior delta podria estar activa durant els períodes climàtics de subministrament ràpid de runes a la conca, seguida de transgressions marines durant períodes secs amb poca quantitat de sediment. Els mecanismes que han rebut més suport recent són els sedimentològics. En aquests, es creu que la construcció exterior del delta s’acaba amb un canvi del lloc de deposició quan el riu troba un recorregut més curt cap al mar. El lòbul delta-lòbul, encara sotmès a contínues subsidències regionals, és inundat pel mar per iniciar un nou ciclotema. Més tard, el lloc de deposició torna a la zona anterior, es torna la sedimentació i es completa un ciclotema renovat fora de l'edifici.
