我国北方滨海平原区地下卤水资源开发利用前景

我国北方滨海平原区地下卤水

资源开发利用前景

地矿部海洋地质研究所　孙　岩Ξ　刘云起

摘　要　我国北方滨海平原区地下卤水资源丰富。其化学成分与海水的化学成分相似,并具有明显的分带性。充分利用这一资源发展盐业、盐化工业和滩涂养殖业,其前景十分广阔。

关键词　北方沿海　地下卤水　分布规律　开发远景 我国北方广阔的滨海平原区第四纪沉积层中贮藏着丰富的地下卤水资源。其中以山东省莱州、寒亭、昌邑,河北省南堡、沧州和天津市的塘沽等地区的地下卤水资源分布最广,质量最佳,储量最大,构成了环渤海滨海区巨大的卤水聚集地。目前,莱州湾成为我国乃至世界上盐和盐化工大型生产基地[1]

。

1　地下卤水物理化学性质及分

布规律

1.1　物理化学性质

第四纪滨海相地下卤水通常呈无色、透明或淡黄色,局部地区因含Fe 量高,呈棕黄色。具咸味微苦涩,总硬度为1215～1766德国度。

地下卤水的浓度和矿化度受区域分布位

置控制,且变化大。其浓度一般5～20℃B e

(波美度),矿化度50～217g l 。

长期开发其浓度有一定变化,但变化幅度很小。根据山东省制盐研究所在莱州湾南岸55口井开发观测结果,月平均和年平均变化幅度均小于1°

B e ,过量的开发而又补给量不足时,则变化

幅度较明显。

地下卤水水温一般在11～16℃,渤海湾沿岸的某些区段达20℃,属冷水型地下水。水温变化随其埋深和季节的变化而变化。在埋深35～50m 时,高于当地气温2.5℃。年、月变化一般低于1℃。

地下卤水的酸碱度(PH )一般在6.5～

7.6间,属中偏弱酸性水,与海水中偏弱碱性

水有一定差别。酸碱度的高低与地下卤水中碳酸分量(CO 2-3、HCO -

3、游离CO 2)的含量有关,含量越多,pH 值就越低。

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8—1998年

海洋地质动态 第3期(总第184期)

Ξ孙　岩,男,研究员。1965年毕业于长春地质学院勘探系,现从事海洋地质矿产研究工作。

地下卤水中含有多种元素和可溶性盐类,其中主要化学元素有N a+、K+、Ca2+、M g2+、Sr2+、C l-、B r-、F-、SO2-4、HCO-3、H3BO3等11种;微量元素有M n、Cu、Co、N i、V等;可溶盐类有CaSO4、M gSO4、M gC l2、KC l、N aC l等6种。

卤水中主要化学元素组成与海水化学元素组成基本相同,其含量占卤水总盐分含量的99.5%。水质类型也与海水一致,为C l—N a型水。主要可溶盐的百分含量与海水中可溶盐百分含量相比基本相似。除KC l含量变化较大,且与浓度关系不明显外,其它几种的绝对含量均与浓度呈正相关关系。

1.2分布规律

中国北方滨海平原区地下卤水分布,不论在沿海岸线方向,还是垂直海岸线,或是垂直层面方向都有其规律性变化。

在沿海岸线方向地下卤水浓度分布极不均一,根据环渤海沿岸卤水浓度含量多少(低浓度区5～8°B e、中浓度区8～10°B e、高浓度区>10°B e)和富集程度可将其分为莱州湾南岸高浓度卤水区,黄河三角洲平原及其两侧的中、高浓度卤水区,渤海湾沿岸中低浓度卤水区,辽东湾沿岸中低浓度卤水区。

在垂直海岸线方向,地下卤水浓度分布也有明显的分带性。根据中国盐业总公司等单位对莱州湾南岸一些盐田的勘探资料[1、2],该区地下卤水由海到陆方向可分为近岸低浓度带,远岸低浓度带和中间高浓度带三个带。

近岸低浓度带:又称现代卤水生成带。是潮汐作用频繁地带,宽4～8km,地面高度1.7m以下,浓度一般低于10°B e。

中间高浓度带:属高潮位能波及到的地区。中心连线距海岸10～15km,宽5～10km,地面高程1.7～3.9m、浓度一般在10°B e以上,为主要卤水开采区。

远岸低浓度带:又称地下卤水淡化带。为潮汐不能波及到的地区。其范围在5°B e等值线以内,宽5～10km。

另外,在5°B e等值线向陆侧还存在一条地下卤水咸化带,矿化度低于50g l,再向陆侧便是淡水区。

在垂直层面方向[1、3]地下卤水通常有一个潜水卤水层和1～3个承压卤水层。由于各卤水分布区的自然地理环境条件(降水、径流量、蒸发量)不同,其潜水卤水层和承压卤水层的层数、厚度、埋深和浓度都有一定差异。总的看,莱州湾南岸有一个潜水卤水层组和2～3个承压卤水层组。渤海湾沿岸一般有一个潜水卤水层和一个承压卤水层,仅局部地区存在2个承压卤水层。辽东湾沿岸仅有下部一个潜水卤水层。

2　地下卤水成矿带

根据我国北方沿海各岸段的海岸类型、第四纪古地理环境及海岸演化历史不同,可分为环渤海滨海平原地下卤水成矿带和黄海沿岸基岩港湾海岸地下卤水成矿带。再根据地下卤水浓度、富集程度和规模大小,环渤海滨海平原成矿带又可分为莱州湾、黄河三角洲及两侧、渤海湾、辽东湾4个成矿区;黄海沿岸基岩港湾海岸成矿带又可分为山东半岛、辽东半岛2个成矿区[1]。现简述如下:

2.1　环渤海滨海平原地下卤水成矿带

该带发育有广阔的滨海平原,由深而厚的第四系松散沉积物组成。地下卤水丰富,呈巨型环带状展布。渤海湾与辽东湾之间有一段基岩港湾所隔,使之地下卤水带不连续;莱州湾与渤海间,通过黄河三角洲平原相连,形成北起滦河三角洲,南至莱州湾以东的胶东丘陵的弧形矿带,范围十分广阔。

2.1.1　莱州湾南岸地下卤水成矿区

该区是我国北方沿海区地下卤水最丰富

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第3期 孙岩等:我国北方滨海平原区地下卤水资源开发利用前景

的分布区,在东起沙河,西至黄河三角洲南侧大约长120km ,宽10～20km (最宽30km ),

面积1500km 2

范围内,卤水层厚30～60m ,浓度一般高于10°B e ,全区卤水浓度平均10～12°B e ,最高20°B e 。

卤水层埋深一般0～60m ,最深80m ,局部地区可达300m 。地下卤水浓度沿海岸和垂直海岸方向均有明显的分带性,有上部潜水卤水层组和中、下部2～3个承压卤水层组。其中上部潜水层组有1～2个含水层,埋深0～20m ;中、下部承压卤水层组各有2个含水层,埋深30～60m 。局部地区底部还存有一个承压卤水层,埋深在60m 以下。

该成矿区地下卤水储量丰富。根据山东省盐业公司勘查估算[2]

,卤水总净储量约74

亿m 3

。如果按70%开采系数计算,其可采量达51.8亿m 3

,总含盐量约8.13亿t (其中N aC l 6.45亿t 、KC l 1455万t 、M gC l 27995万

t 、M gSO 45479万t )。以提取率62.5%计算,

本区在80m 深度以上的净储盐量中可提取

原盐5.08亿t ,其经济价值十分可观。

2.1.2　黄河三角洲及其两侧地下卤水成矿区

目前已进行勘查和开发的地区仅限于广饶、东营、垦利、沾化及埕口几个盐场。其面积约占平原总面积(9000km 2

)1 5,即1800km 2

。地下卤水浓度多在10°B e 以下,局部高浓度区可达15～17°B e 。

该区现正在调查研究中,其分布特征尚不清楚。根据无棣、埕口等盐田调查资源[2]

,在面积227km 2

范围内地下卤水净储量为

4.8亿m 3

。如果按埋深50m 和70%开采系数计算,可采量达3.2亿m 3

。

2.1.3　渤海湾沿岸地下卤水成矿区

位于滦河三角洲和黄河三角洲间。总面积5000km 2

的滨海平原区也有一条巨大的地下卤水分布带。由于沿岸水文动态变化大、地

表径流的汇集和地下潜水层淡化面积大,其平原面积虽大,卤水层分布面积仅占总面积

1 5。

本区卤水主要集中在天津的塘沽、汉沽、河北省的南堡、黄骅、大清河等盐田。矿带长

560km ,宽5～15km ,面积为1000km 2

。矿体

呈层状、面状分布,矿层总厚度30～40m ,埋深0～50m ,卤水浓度偏低,为5～8°B e 。局部盐田区的某些地段卤水浓度>10°B e 。

地下卤水沿海岸,垂直海岸亦有分带性,由上部潜水卤水层和下部承压卤水层2个层组组成,其中上部潜水层分布面积大,连续性好,埋深0～15m ;下部承压卤水层、分布局限,连续性差,埋深20～50m 。

根据南堡、黄骅、塘沽等13个盐场普查估算①

,该矿带地下卤水净储量约12.29亿

m 3

,HC l 储量为6474万t 。

2.1.4　辽东湾沿岸地下卤水成矿区

辽东湾滨海平原区总面积约3000km 2

,但卤水分布面积只有600km 2

。主要集中在锦州、沟邦子、盘山、营口几个盐场的局部地区。根据营口盐场勘查资源,卤水浓度为5～8°B e ,属低浓度分布区。有1～2个承压卤水层,埋深20～40m ,潜水卤水层因受浅层淡水的淡化作用影响,一般不发育。

2.2　黄海沿岸基岩港湾海岸成矿带

主要分布在山东半岛,辽东半岛地区一些较大港湾的湾顶低地小平原区。其范围和规模均不及滨海平原区。现已查明,胶州湾、崂山湾、丁字湾及大连沿岸等诸湾中均有地下卤水分布。

2.2.1　山东半岛基岩港湾海岸成矿区

目前仅胶州湾沿岸做过较详细勘察,其他港湾仅做了取样了解[1、4]

。

胶州湾地下卤水主要分布在港湾西岸和西北岸低地区,卤水矿体呈小型环带状展布,长30km ,宽1～3km ,矿区面积约100km 2

。矿

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01— 海洋地质动态 1998年