Tsükloteem, mere- ja mittemereliste kihtide keeruline, korduv stratigraafiline järjestus, mis viitavad tsüklilistele sadestusrežiimidele. Ideaalsed tsüklotheemi järjestused on haruldased ja üldistatud järjestuste rekonstrueerimine tuleneb näidete uurimisest, kus tüüpilised lubjakivide, klastiliste setete või söeõmbluste puudused võivad puududa.
Süsinikuperiood: Pennsylvania tsüklotemid, tilliidid ja turbiidid
Tsükloteemid esinevad kogu Pennsylvania kihis kogu maailmas; neid on aga kõige põhjalikumalt uuritud põhjaosas
Erinevad settekivimid on sageli üksteise peale laotud äratuntavates mustrites, mis viitavad moodustumise korrapärasusele. Täpsemalt, söe kandvad järjestused ei näita mitte ainult söeõmbluste kordumist läbi sadade meetrite, vaid ka teisi kivisid enam-vähem korrapärases järjekorras. Söeõmblus kaetakse istme-maaga (aluskiht). Kivisöe kohal leidub sageli lubjakivi või savikivi (põlevkivi või mudakivi) koos merekarpidega. Järgnevates kildudes kaovad merikarbid, mis asendatakse aeg-ajalt mittemereliste kahepoolmeliste karpidega. Enne uue istmemaa ja kivisöe ilmumist võib kohal olla rändkivi või liivakivi või mõlemad.
Suurbritannias kirjeldati seda tüüpi tsüklit 1830-ndatel aastatel ja mõnda süsiniku sarnast (umbes 359–299 miljonit aastat vana) tsüklit võib hõlpsasti kirjeldada tsükli lubjakivi – kilda – silikooni – liivakivi – istme maa kordustena koosnevana. –Süsi, milles söe võetakse järjestuse kordumise punkti määratlemiseks. Sarnast jada tunnustati ka USA-s, kus tuvastati liivakivist allapoole jääv erosioonilõhk ja liivakivi tunnistati uue tsükli algatavaks oluliseks korduvaks tunnuseks.
Mõlemal juhul on tsükkel määratletud korduvate kivimitüüpide järgi. Kivimid ja fossiilid viitavad avamere (lubjakivi ja merekarbiga kildade) ja maismaaolude (kivisüsi) vahelduvusele. Setetest moodustuvad protsessid olid võnkuvad või tsüklilised. Lisaks toimus see võnkumine läbi aja. Mitmes teema arutelus kasutati terminit tsükkel valimatult protsesside, kaasneva aja (näiteks võnkumiste perioodilisus) ja setete osas. Võimalik segadus selles lahtises nomenklatuuris viis Ameerika geoloogi JM Welleri mõistes tsüklothemi, et kirjeldada ühe settetsükli jooksul ladestunud voodikohtade seeriat, näiteks kihtide ladestumist Pennsylvania perioodil (või hilise süsinikuajastu ajastul, umbes 318 miljonit). 299 miljonit aastat tagasi). Tsüklothem viitab kivimitele endile; termini tsükkel võidakse seejärel reserveerida tsüklotheemi moodustamiseks vajalike protsesside või aja jaoks või mõlemale.
Weller pidas silmas ülalkirjeldatud jada tüüpi. Seetõttu näib olevat õige kasutada mõistet tsüklotheem sarnastele järjestustele süsinikuperioodil Euroopas ja mujal. Põhja-Ameerika ja Euroopa tsükloteemid on tunnistatud esindavateks mere sissetungidega põimitud delta-ehitise järjestikuseid etappe. Seetõttu võib terminit tsüklotheem laiendada mis tahes settekivimite järjestusele, mida korratakse vertikaalses järjestuses. Näiteks Suurbritannias asuvad devoni kivimid koosnevad sageli korduva järjestusega konglomeraadist-liivakivist-silikoonist ja mudasest sõlmekarbonaadist silikoonist. Neid tõlgendatakse nii, et nende moodustab jõgi, mis lookleb üle oma lammiku. Igat järjestust on nimetatud tsüklotheemiks, nagu ka Euroopa jurassi perioodil (200 miljonit kuni 146 miljonit aastat tagasi) väga erinevat põlevkivi või marli ja lubjakivide järjestust.
20. sajandi esimesel poolel oli korduva jada tuvastamine suures osas subjektiivse hinnangu küsimus. Alates 1960. aastatest on andmete statistiline töötlemine viinud suurema täpsuseni selle tõenäosuse määratlemisel, et mõni kivimiüksus ilmub selle jada kohas.
Pennsylvania tsüklotheemid on paksusega märkimisväärselt erinevad, kuid on tavaliselt umbes 10 m (32 jalga). Mõistet õhemate, põlevkivi-lubjakivi või liivakivi-ränikivide lihtsate muudatuste korral on nimetatud väheoluliseks. Teisest küljest on paksemaid järjestusi kutsutud megatsükloteemideks. Mõnikord tähistab see lihtsalt tavalisest paksemaid tsüklotheemasid. Mõned autorid kirjeldavad seda terminit tsüklotheemide rühma kirjeldamiseks, millel on eristatav iseloom, millele järgneb teine rühm, millel on mingid muud omadused - st ühele tsüklotemide rühmale, millel on palju lubjakivisid, võib järgneda teine, kus vähe lubjakivi. Need koos moodustavad tsükloteemide tsükli või megatsüklotheemi. Mõnede eristavate omadustega megatsükloteemide rühmi on nimetatud hüpertsükloteemideks. Kiviagregaate, mille paksus on mitu kilomeetrit ja mis hõlmavad terveid geoloogilisi süsteeme, on nimetatud magnatsükliteks. Need suuremad seadmed on kaheldava kehtivusega ja piiratud kasulikkusega.
Pennsylvania ja süsiniku tsüklotheemide peamine probleem on mere laienemise (ületamiste) selgitamine delta tasandikul piirkonnas, kus toimub järkjärguline vajumine. Üks tektooniline mehhanism kutsub esile settebasseini tõmbleva vajumise. Merekahjustused toimuksid pärast järske uputusi. Meretaseme tõusu ja sissetungi võib põhjustada ka ookeanide servade kasv. Samuti võivad mere ületamised olla põhjustatud kliimamuutustest, mis võivad näiteks põhjustada polaarjääjääkide perioodilist sulamist; või deltahoone võib olla aktiivne kliimaperioodidel, kui basseini kiireks prügi tarnitakse, millele järgnevad mereületamised kuivadel perioodidel, kus setteid on vähe. Viimati toetust saanud mehhanismid on sedimentoloogilised. Neis arvatakse, et delta väljaehitamine lõppeb sadestamise koha lülitiga, kui jõgi leiab merre lühema tee. Nälginud delta-lobe, mis on endiselt pideva piirkondliku vajumise all, ujutatakse seejärel mere poolt uue tsüklotheemi loomiseks. Hiljem lülitatakse ladestumise koht tagasi endisele alale, setted naasevad ja tsüklotheem lõpetatakse uuendatud kõrvalhoonega.
