ตะกอนแบบวัฏจักร (เรียกอีกอย่างว่าตะกอนแบบจังหวะ^{[ 1 ]} ) คือลำดับของหินตะกอนที่มีลักษณะเฉพาะคือรูปแบบที่ซ้ำกันของหินประเภทต่างๆ ( ชั้นหิน ) หรือเฟสภายในลำดับ กระบวนการที่ก่อให้เกิดวัฏจักร ของตะกอน อาจเป็นแบบออโตไซคลิกหรืออัลโลไซคลิก และอาจส่งผลให้เกิดกองตะกอนแบบวัฏจักรที่มีความหนาหลายร้อยหรือหลายพันเมตร การศึกษาลำดับชั้นทางธรณีวิทยาได้รับการพัฒนามาจากข้อโต้แย้งเกี่ยวกับสาเหตุของการตกตะกอนแบบวัฏจักร^{[ 2 ]}

การตกตะกอนแบบวัฏจักรเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมการตกตะกอนเปลี่ยนแปลงซ้ำๆ การเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการตกตะกอนส่งผลต่อประเภทและปริมาณของตะกอนที่ตกตะกอน ทำให้เกิดหินตะกอนประเภทต่างๆ อย่างน้อยหนึ่งประเภทของหิน ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้น จะต้องเกิดขึ้นซ้ำ^{[ 1 ]}

โดยพิจารณาจากกระบวนการที่ก่อให้เกิดตะกอนแบบวัฏจักร สามารถแบ่งลำดับชั้นตะกอนแบบวัฏจักรออกเป็นสองประเภทได้

ออโต้ไซเคิลส์

วัฏจักรของออโตไซเคิลคือวัฏจักรตะกอนที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นเฉพาะภายในแอ่งการสะสมตัวและเกี่ยวข้องกับการแกว่งตัวอย่างอิสระของระบบตะกอน อันที่จริง ลำดับวัฏจักรที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและตะกอนที่เป็นลักษณะเฉพาะของระบบการสะสมตัวเท่านั้น (เช่น ขนาดและรูปร่างของชั้นหิน ผลผลิตคาร์บอเนต เป็นต้น) ออโตไซเคิลแสดงให้เห็นถึงความต่อเนื่องทางชั้นหิน ที่จำกัด ^{[ 3 ]}

ตัวอย่างของการตกตะกอนแบบวัฏจักรบนแท่นหินปูนได้ถูกนำเสนอโดย Septfontaine M. (1985): สภาพแวดล้อมการตกตะกอนและฟอรามินิเฟอรา (ลิทูโอลิด) ที่เกี่ยวข้องในแท่นหินปูนยุคไลอาสิกตอนกลางของโมร็อกโก - Rev. de Micropal., 28/4, 265-289 ดูเพิ่มเติมได้ที่ www.palgeo.ch/publications

• 
  วัฏจักรลำดับที่หนึ่งของเมตริก "การตื้นขึ้นด้านบน" ในที่ราบสูงไลแอสซิกตอนกลางของเทือกเขาแอตลาสสูง ประเทศโมร็อกโก มีชั้นหินโดโลไมต์ที่เกิดจากสาหร่ายอยู่ด้านบน
• 
  ปรากฏการณ์ที่เทียบได้กับวัฏจักรการหมุนเวียนอัตโนมัติแบบโผล่พ้นน้ำในสภาพแวดล้อมแบบทะเลสาบถึงเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง พบเป็นแผ่นสาหร่ายสีเหลือง ประเทศตูนิเซีย
• 
  ซีเมนต์หินงอกหินย้อยจากตัวอย่างในเขตเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง ในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศอยู่ภายในตะกอน (vadose environment) ช่วงบนสุดของวัฏจักรการถอยร่น ยุคไลแอสตอนกลาง เทือกเขาแอตลาสสูง ภาพตัดขวางบาง ความหนา L = 0.5 มม.
• 
  หินเบรคเซียที่เกิดจากพายุเฮอริเคนแข็งตัวอยู่บนพื้นผิวของชั้นหิน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักร "การตื้นขึ้น" ในยุคไลแอสตอนกลาง เทือกเขาแอตลาสสูง
• 
  ยอดของวัฏจักรถดถอยเมตริกที่มีการแห้งแล้งพื้นผิวของชั้นหินเป็นหินโดโลไมต์ ชั้นหินไลแอสซิกตอนกลางของเทือกเขาแอตลาสสูง ประเทศโมร็อกโก
• 
  การพัดพาของตะกอนแอมโมไนต์และเบเลมนิต (จากพายุ) บนยอดของวัฏจักรถดถอย สภาพแวดล้อมเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง ยุคไลแอสสิกตอนกลางของเทือกเขาแอตลาสสูง ประเทศโมร็อกโก
• 
  รอยเท้าไดโนเสาร์ขนาดยักษ์ บนตะกอนโคลนที่ทับถมอยู่บนวัฏจักรการถดถอยของเมตริก ยุคไลแอสซิกตอนกลาง เทือกเขาแอตลาสสูง ประเทศโมร็อกโก
• 
  วัฏจักรถดถอยจากหน่วยเมตริกไปสู่หน่วยเฮกโตเมตริก (เกี่ยวข้องกับการเร่งอัตราการทรุดตัว); ทางใต้ของเทือกเขาแอตลาสสูง ประเทศโมร็อกโก

การถกเถียงเกี่ยวกับสาเหตุของการตกตะกอนแบบวัฏจักรเป็นที่ถกเถียงกันมาในอดีต และยังคงไม่มีข้อสรุป การศึกษาลำดับชั้นทางธรณีวิทยา ซึ่งเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลโดยการตรวจสอบตะกอน ได้รับการพัฒนามาจากการโต้แย้งที่มีมานานหลายศตวรรษเกี่ยวกับต้นกำเนิดของการตกตะกอนแบบวัฏจักรและความสำคัญสัมพัทธ์ของปัจจัยยูสแตติกและเทคโทนิกต่อการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล^{[ 2 ]}

ปัญหาอีกประการหนึ่งของการศึกษาตะกอนแบบวัฏจักรคือ นักวิจัยแต่ละคนมีเกณฑ์ที่แตกต่างกันในการระบุวัฏจักรและพื้นผิวที่แยกชั้นตะกอนภายในวัฏจักร นอกจากนี้ยังไม่มีคำศัพท์และแผนการจำแนก ประเภทที่สอดคล้องกัน เพื่ออธิบายลักษณะของวัฏจักรที่พบในบันทึกทางธรณีวิทยา ส่วนใหญ่เป็นเพราะการหาอายุสัมบูรณ์ยังไม่แม่นยำเพียงพอในปัจจุบัน^{[ 1 ]}

วัฏจักรตะกอนชายฝั่ง (หรือลำดับชั้น ตะกอนชายฝั่ง ) เป็นผลลัพธ์ทั่วไปของการขยายตัวของที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงในทะเลสาบ และอาจมีต้นกำเนิดแบบวัฏจักรภายในหรือวัฏจักรภายนอก

ชั้นหินปูนชายฝั่งทะเลที่มีความหนามากจะถูกสะสมตัวในสภาพแวดล้อมน้ำตื้นภายใน ใต้ และเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลงเล็กน้อย แพลตฟอร์มหินปูนโบราณและสมัยใหม่หลายแห่งมีลักษณะเฉพาะด้วยการสะสมตัวแบบนี้

คุณสมบัติพื้นฐานประการหนึ่งของลำดับชั้นหินปูนชายฝั่งคือการจัดเรียงชั้นหินใต้น้ำ ชั้นหินระหว่างน้ำขึ้นน้ำลง และชั้นหินเหนือน้ำขึ้นน้ำลง ให้เป็นวัฏจักรหรือลำดับชั้นย่อยที่ไม่สมมาตรและตื้นขึ้น (Hardie & Shinn, 1986) ^{[ 4 ]}

แบบจำลองของกินส์เบิร์กกล่าวถึงลำดับการเปลี่ยนแปลงแบบวัฏจักรในกรณีเฉพาะของพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงและทะเลสาบน้ำเค็ม โดยนำเสนอแนวคิดสำคัญที่ว่าวัฏจักรคาร์บอเนตบริเวณน้ำขึ้นน้ำลงอาจเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องมีแรงกระทำจากภายนอก

Ginsburg (1971) เสนอว่าลำดับชั้นตะกอนที่ไม่สมมาตรและตื้นขึ้นด้านบนสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะการทรุดตัวอย่าง ต่อเนื่อง และระดับน้ำทะเลคงที่โดยการขนส่งตะกอนคาร์บอเนตจากเขตน้ำขึ้นน้ำลงไปยังแผ่นดิน ทำให้เกิดการขยายตัวของเขตน้ำขึ้นน้ำลงและเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง การขยายตัวอย่างต่อเนื่องจะลดขนาดของพื้นที่น้ำขึ้นน้ำลงที่อุดมสมบูรณ์ ทำให้ปริมาณตะกอนลดลงจนไม่สามารถตามทันการทรุดตัวได้ เมื่อพื้นที่ทรุดตัวและกลายเป็นเขตน้ำขึ้นน้ำลงอีกครั้ง เขตน้ำขึ้นน้ำลงและเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลงก็จะถูกน้ำท่วมอีกครั้ง เริ่มต้นวงจรใหม่^{[ 4 ]}

แบบจำลองนี้พัฒนาขึ้นโดยอิงจากตัวอย่างของทะเลสาบน้ำเค็มฟลอริดาและพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงของบาฮามาส ทะเลสาบน้ำเค็มฟลอริดาและพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงของบาฮามาสและอ่าวเปอร์เซียเป็นแหล่งดักตะกอนละเอียดที่เกิดขึ้นบนแท่นหรือไหล่ทวีปเปิดขนาดใหญ่ที่อยู่ติดกัน โคลนคาร์บอเนตเกิดขึ้นจากการตกตะกอนและการสลายตัวของโครงสร้างอินทรีย์ในพื้นที่ต้นกำเนิดที่กว้างขวาง จากนั้นจะเคลื่อนตัวเข้าสู่ชายฝั่งโดยกระแสลม กระแสน้ำขึ้นน้ำลง หรือการไหลเวียนแบบปากแม่น้ำ และถูกสะสมไว้ด้วยการคงตัวของพืชและสัตว์ทะเล เนื่องจากหลายครั้งพื้นที่ต้นกำเนิดในทะเลเปิดมีขนาดใหญ่กว่าแหล่งดักตะกอนใกล้ชายฝั่ง เนื่องจากขาดพื้นที่รองรับ ตะกอนจึงเคลื่อนตัวออกไปทางทะเลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การเคลื่อนตัวออกไปทางทะเลนี้ทำให้เกิดวัฏจักรการถอยร่นจากไหล่ทวีปหรือแท่นในทะเลเปิดไปยังพื้นที่ราบเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง ผลที่ตามมาคือ ขนาดของพื้นที่ต้นกำเนิดในทะเลเปิดลดลง และการผลิตโคลนลดลงและไม่เกินการทรุดตัวอย่างต่อเนื่องช้าๆ อีกต่อไป การสะสมของโคลนคาร์บอเนตหยุดลง และการรุกคืบครั้งใหม่ก็เริ่มต้นขึ้น เมื่อพื้นที่ต้นกำเนิดขยายตัวจนการผลิตเกินกว่าการทรุดตัวอีกครั้ง วงจรการถอยร่นครั้งใหม่ก็จะเริ่มต้นขึ้น

ข้อสมมติฐานของกินส์เบิร์กคือการพิจารณาการทรุดตัวอย่างต่อเนื่องและคงที่ในพื้นที่บาฮามาส (ขอบทวีปแบบเฉื่อย) และการจำลองให้มีความลาดชันเกือบเป็นแนวนอน

แผนภาพสังเคราะห์อาจเป็นประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจแบบจำลองโดยรวม (ดูภาพประกอบ):

1. ตะกอนโคลนคาร์บอเนตที่เกิดขึ้นบนไหล่ทวีป (ทั้งในพื้นที่ตอนในและในทะเลสาบ) จะเคลื่อนตัวเข้าสู่แผ่นดิน
2. ที่ราบเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลงก่อตัวและขยายตัวออกไปเรื่อยๆ เนื่องจากการผลิตคาร์บอเนตมีมากกว่าการทรุดตัวของพื้นดิน
3. การผลิตคาร์บอเนตลดลง เนื่องจากชั้นหินใต้น้ำที่อุดมสมบูรณ์มีขนาดเล็กลง จนกระทั่งไม่สามารถต้านทานการทรุดตัวอย่างต่อเนื่องได้อีกต่อไป การรุกคืบของทะเลทำให้น้ำท่วมส่วนบนของที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงเดิม และผู้ผลิตรายใหม่ก็เริ่มเติบโตขึ้น
4. ทุกอย่างจะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง ตราบใดที่การทรุดตัวยังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง
5. เกิดเป็นชุดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงถดถอยที่เรียงซ้อนกัน โดยมีพื้นผิวน้ำท่วมเป็นขอบเขต (ลำดับชั้นย่อย) ทำให้ระดับน้ำทะเลคงที่และการทรุดตัวคงที่ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองโดยสมบูรณ์