穹隆是一個(gè)沒有明顯軸向的背斜隆起,它的平面輪廓呈圓形或橢圓形,長(zhǎng)寬比小于3:1組成穹隆構(gòu)造的地層從中心向四周傾斜。當(dāng)?shù)貧は虏繋r漿侵入到上部地層中,或者巖鹽成煙性狀態(tài)侵入到沉積巖中,都能使地殼上部巖層上拱,形成穹隆構(gòu)造。塑性巖鹽侵入到地層中形成的穹隆,又叫鹽丘。 一、穹隆構(gòu)造的地貌發(fā)育 規(guī)模巨大的穹隆構(gòu)造常由巖漿侵入沉積巖層而成,其頂部是沉積巖蓋層,內(nèi)核是巖漿巖體。當(dāng)蓋層被剝蝕以后,核心就出露,在穹隆的周圍形成單斜山地和各種類型河谷,而在穹隆的中心形成巖漿巖山地(圖12-12)。 ![]() 上述情況是穹隆構(gòu)造形成后由外力剝蝕形成的地貌特征。有些穹隆構(gòu)造是活動(dòng)的,現(xiàn)今仍在上升,地表表現(xiàn)為隆起高地,常形成放射狀水系。如有流經(jīng)活動(dòng)穹隆構(gòu)造上的河流,其河流階地顯示上凸的特征。如果穹隆上升幅度較大,速度較快,還可使流經(jīng)活動(dòng)穹隆上的河流發(fā)生改道,留下古河道風(fēng)口,古河道內(nèi)能保留許多過去河流沖積物。此外,圍繞穹隆中心常發(fā)育一些活動(dòng)斷裂,流經(jīng)斷裂的河流受其影響而坡度加大,形成河床縱剖面構(gòu)造變形帶。 黑海北部的第聶伯丘陵就是一個(gè)活動(dòng)穹隆,重復(fù)水準(zhǔn)測(cè)量得到地殼上升速率等值線是圍繞丘陵中央分布,在隆起中心的上升最大速率為8mm/a,從中心向外上升速率逐漸減小。這里的河流從隆起中心流向四周,呈放射狀水系,河流縱剖面構(gòu)造變形帶圍繞隆起中心分布。 二、鹽丘 1. 鹽丘的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 鹽丘是由鹽體組成核部的穹隆構(gòu)造。一些鹽丘高出周圍地面數(shù)米至十幾米,個(gè)別可達(dá)25m,直徑達(dá)1.5km,平面呈圓形或橢圓形。橢圓形的鹽丘,其長(zhǎng)軸可達(dá)千米,短軸為數(shù)百米,坡面比較平緩。鹽丘的頂部常發(fā)育一些斷層和裂隙。在地形上無明顯突出的鹽丘,它們形成時(shí)間較早,近期沒有活動(dòng),地形上有表現(xiàn)的鹽丘大多是近期活動(dòng)形成的。 鹽丘的內(nèi)核有各種不同形狀,有的側(cè)壁向外陡傾,頂部渾圓(圖12-14(b),(d)), 有的內(nèi)核是對(duì)稱的,周圍傾斜的角度大致相等,頂部平坦(圖12-14(a)), 還有些內(nèi)核是不對(duì)稱的,各邊傾斜角度不等,甚至有的側(cè)邊向內(nèi)傾,成蘑菇狀(圖12-14(c))。 ![]() 鹽丘內(nèi)核主要是由巖鹽構(gòu)成,上面有蓋巖層,但有些鹽丘內(nèi)核是由黏土層與巖鹽交互組成。鹽體上的蓋巖常由石灰?guī)r、石膏和硬石膏組成,少數(shù)鹽丘的蓋巖層中含有大量硫磺。也有一些鹽丘沒有蓋巖層。當(dāng)鹽丘核上拱,上覆沉積巖被重力斷層折斷,這些斷層常呈放射狀或平行排列。 2.鹽丘的成因 鹽丘是由巖鹽呈塑性狀態(tài)侵入其上覆和周圍的沉積巖中形成的。巖鹽來自下面的早期沉積的某一巖層。 巖鹽上升可能有兩種原因: (1)由于塑性巖鹽的密度比周圍沉積巖的密度要小,若原生鹽層的頂部有一個(gè)小的背斜構(gòu)造,巖鹽就由此上升; (2)由于構(gòu)造作用的橫向壓力的擠壓,使塑性巖鹽擠入背斜頂部的沉積巖中,形成底辟褶曲。 3.鹽丘的演化 根據(jù)鹽丘核周圍巖層和上覆巖層的變形和地層的角度不整合關(guān)系,可以確定鹽丘的演化歷史。 ![]() 如圖12-16所示,a層沉積之后,b層沉積之前巖鹽就有明顯隆起,表現(xiàn)為鹽體穿過a層上拱,并切斷沉積地層使a層沉積巖傾斜變形,隨之進(jìn)行侵蝕夷平,隆起的部位降低;之后b層沉積,鹽丘再次上升,使b層輕微變形(圖12-16(a))。如果鹽丘上拱和沉積物的堆積同時(shí)進(jìn)行,則鹽丘頂部的沉積層有彎曲變形,但變形程度較下層小,沉積層厚度變?。▓D12-16(b))。 閱讀圖文材料,完成下列要求。 鹽穴是古人利用水溶開采方式在地下較厚的鹽層或鹽丘中采礦后形成的地下洞穴,體積巨大、密封性好,高溫高壓下的鹽穴有將裂縫自動(dòng)愈合的特點(diǎn),一段時(shí)間后地下鹽穴就能夠成為很好的密封儲(chǔ)存庫,可用于儲(chǔ)存石油、天然氣以及相關(guān)產(chǎn)品。 鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)以壓縮空氣為儲(chǔ)能介質(zhì)實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化。儲(chǔ)能時(shí),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮至高壓并儲(chǔ)存至地下鹽穴中,完成電能到空氣壓力勢(shì)能的轉(zhuǎn)換,可吸納電網(wǎng)低谷時(shí)的“棄能”儲(chǔ)存;用電高峰到來時(shí),釋放空氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將電能傳回至電網(wǎng)。該技術(shù)大規(guī)模清潔儲(chǔ)能,可改善發(fā)電、用電的時(shí)空結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)電力供需的“削峰填谷”。 近年來,江蘇清潔能源電源快速發(fā)展,給電網(wǎng)帶來巨大的新能源消納和電力供需平衡壓力。江蘇金壇區(qū)擁有地下鹽穴儲(chǔ)氣庫約1000萬立方米,理論上可以建設(shè)容量超過400萬千瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能電站。2018年中鹽金壇“鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目”開工,2021年8月工程送電成功。其成為我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域唯一的國(guó)家示范工程。 (1)指出儲(chǔ)能電站采用鹽穴儲(chǔ)能的原因。 (2)分析該系統(tǒng)中壓縮機(jī)與發(fā)電機(jī)的晝夜運(yùn)行時(shí)間并說明原因。 (3)分析開發(fā)建設(shè)鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站的積極意義。 (4)說明江蘇省建設(shè)“鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目”的有利條件。 答案:(1)鹽穴結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、密封性好、儲(chǔ)氣空間大;廢棄空間資源化利用;占用地面空間少。(2)壓縮機(jī)是儲(chǔ)能工作,發(fā)電機(jī)是供電工作。夜間為用電低谷期,多余的電量驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮至鹽穴儲(chǔ)存;白天為用電高峰期,釋放空氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電來滿足用電。(3)減少電網(wǎng)“棄能”,降低能源損耗;實(shí)現(xiàn)電力供需“削峰填谷”,保證電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行;清潔儲(chǔ)能,有利于環(huán)境保護(hù);保障生產(chǎn)生活用電,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。(4)江蘇省電力需求量大,市場(chǎng)廣闊;國(guó)家節(jié)能減排政策支持;地質(zhì)條件好,有多處廢棄的大型鹽穴;經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),資金充足;技術(shù)先進(jìn),產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好。 |
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