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潍坊盐业资源主要包括:滩涂和地下卤水等。
一、滩涂
潍坊盐区背陆面海,海岸为东南、西北走向,呈凹弧形曲线状,海岸线西起羊口淄脉沟,东至胶莱河口,全长140公里,沿海滩涂南北宽平均16公里,总面积为1472平方公里,可供开发用于盐田面积526平方公里。至2011年底已开发盐田面积492.55万公亩,潍坊盐区主要宜盐滩涂已基本利用。自2011年开始,由于北部沿海一带开发区建设,开始占用盐田面积,2011年全市被占用盐田面积达到10万公亩。2000年开始,山东龙震集团建设21公里围海大坝,围海建设盐田16万公亩。2004年,鑫环集团建设9.8公里围海大坝,围海建设盐田7万余公亩。
盐区滩涂地势平坦,南高北低,地面高程海拔1.7米~3.9米,为滨岸浅海相冲积平原(亦称滨海平原),形成于距今0.8万年前的全新世晚期,滩涂土质西部为亚沙土,东部为粉沙土。自西向东,羊角沟盐区、山东羊口盐场、岔河盐区滩涂土质基本属粘性沙土(亚沙土),对整滩作池具有防渗性能及加固作用,适宜机械化作业。滨海、昌邑盐区滩涂土质属粉沙土,其土质疏松,保水性差,整滩作池需进客土加固防渗。但沙土易沉降除混,卤清盐白,产品质量高。
二、地下卤水
(一)成因
潍坊盐区土层中蕴藏着丰富的高浓度卤水,地下卤水来源于海水,其成因主要有两个方面。
1.潍坊盐区卤水层为滨岸海相沉积层,其所含卤水由海侵结束后,滞留于沉积层中的海水浓缩而成。海侵残留于沉积层中的海水,通过地下“毛细管”蒸发浓缩形成卤水,渗入到低于海平面以下的土层中,在海水的压力下,迫使近海岸区的海水向陆地方向渗流,这一区域里的地层便处于压力饱和状态,当遇到来自陆地方向的地下径流时,压力就转变为水平顶托力,阻止地下径流继续向下游流动,两者趋于平衡时,地下卤水处于相对不流动状态,长期积聚,形成地下卤水区。
2.海岸带潮间浅滩滞留海水经蒸发浓缩形成地下卤水。潮汐后,滞留于潮间浅滩沉积物中的海水,经蒸发浓缩成重卤水,同沉积物中的海水形成密度差,引起卤水下渗,日积月累,不断浓缩下渗,便在沉积物中聚起丰富的卤水。海岸带潮间浅滩生成地下卤水的过程概括为:海水潮汐滞留蒸发浓缩渗入聚集掩覆埋藏。
海水形成高浓度地下卤水须有三个基本条件:一是蒸发量大于降水量,二是卤源有补给,三是保证卤水的储存场所和封闭条件。潍坊盐区的自然环境具备形成地下卤水的条件:盐区地理位置处北半球干旱、半干旱气候带,蒸发量远大于降雨量;日照率60%~70%,属太阳辐射能高值区,有利于地下卤水的蒸发浓缩;盐区滩涂大而平坦,潮间浅滩发育,近海岸带分布着众多的天然冲沟、洼地,有利于海水平面展布和纵向延伸,保证了地下卤水的补给;在垂直分布的三个卤水含量层中,上中部为亚砂土层,透水性好,有利于卤水浓缩下渗,下部为沙质粘土层,透水性能差,有利于地下卤水的储存;地质史上几次较大的海浸所形成的海相沉积层,给地下卤水提供了储存场所,而海陆变迁形成的陆相粘土层,使卤水具备了埋藏封闭的条件。
(二)分布
盐区地下卤水,在垂直方向的80米深度内分布着三个卤水层。第一层为潜水卤水层,俗称地表层,形成于距今0.8万年前的全新世晚期,卤水自西向东储备于粘性砂土(亚砂土)、粉砂土层中,厚度7米,底板埋深8米~22米,浓度6°Be′~12°Be′,由于埋藏浅,易受大气降水等地表自然因素影响,水位、浓度变化较大。第二卤水层为上承压卤水层,形成于距今1.4万年~2.4万年前的晚更新世中期,卤水储存于粉砂、细砂土层中,埋藏厚度8米~22米,底板埋深22米~44米,卤水浓度10°Be′~14°Be′。第三卤水层(下承压卤水层),形成于距今7万年~10万年前的晚更新世早期。卤水赋存于粘性土层中,厚度15米~25米,底板埋深70米~80米,卤水浓度5°Be′。
盐区地下卤水在水平方向上,具有分带分块的特点(主要指潜水卤水层)。在南北方向,即由海向陆的分布:有近岸带、中间带、远岸带,浓度依次呈现低高低规律变化。近岸低浓度带,亦称现代卤水生成带,宽约8公里,地面高程在1.7米以下,因低潮频繁,卤水浓度低于10°Be′。中间高浓度带,宽约10公里。地面高程在1.7米~3.9米之间,属高潮波及区域,卤水浓度在10°Be′以上,是地下卤水主要开采区,既适合生产原盐,又可生产溴素等盐化工产品。远岸低浓度带,位于卤水开采区以外,极少受高潮波及,宽约5公里~10公里,地面高程在3.9米以上,卤水浓度一般在10°Be′以下,远岸低浓度带边缘受陆源地下淡水的影响,有变淡的趋势,又称“地下卤水淡化带”,也是开采区的补给带。由于受海水进退侵袭、古海岸曲伸变化形成的洼地、泻湖的影响,莱州湾沿岸地下卤水浓度有一定的分块性。弥河下游区块浓度高达19.1°Be′,弥河河口处15.8°Be′,胶莱河下游西侧14.5°Be′。自西向东地下卤水浓度是:卫东盐场平均11°Be′,菜央子盐场平均9.6°Be′,山东羊口盐场平均11.5 °Be′,岔河盐场平均12.5°Be′,滨海、昌邑盐区平均为10°Be′。
(三)储量
潍坊盐区,蕴藏着丰富的卤水资源,卤水带面积1100平方公里,占莱州湾沿岸“液态盐矿床”卤水带总面积的76.7%。按垂直方向80米深度和圈定5°Be′等值线范围内计算,地下卤水总储量为58.33亿立方米,占整个莱州湾沿岸卤水带卤水总储量的78.41%。其中:胶莱河潍河区块为8.76亿立方米,潍河丹河区块20.28亿立方米,丹河弥河西支区块为18.91亿立方米,弥河西支广利沟区块为10.37亿立方米。地下卤水静储折盐量以平均浓度计算约6.53亿吨,各卤水区块静储折盐量按上述顺序分别为1.04亿吨、2.41亿吨、2.15亿吨、0.92亿吨。山东第四地质矿产勘察院2005年对潍坊市沿岸地下卤水进行勘察,勘察结果:大于7°Be′地下卤水资源储量为43.5亿立方米,其中陆地35.2亿立方米,潮间带8.3亿立方米。
(四)补给
据山东省制盐工业科学研究所1983 年《山东省莱州湾沿岸地下卤水资源调查与实验研究报告》实验测算,每年每平方公里的潮间带海滩上平均可生成10°Be′卤水16万立方米。
(五)化学成份
地下卤水是复杂的水盐体系,在本区地下卤水中,已测到十四种离子。其中:氯、钠、钙、镁、硫酸根、钾、溴离子含量为主,另外含有碘、锰、铁、锂、锶、硼、铜等微量元素。地下卤水的物理性质与海水相似,味苦咸,冰点降低,沸点升高,密度增大。化学性质也极其相似,所含主要元素的种类相同,其离子含量的排列顺序基本一致。不同之处是地下卤水浓度较海水高2倍~6倍,含盐量比海水也高2倍~6倍。地下卤水化合物组成以氯化钠、氯化镁、硫酸镁为主,硫酸钙、氯化钾、溴化镁次之。主要化合物含量(按全区平均浓度10.52°Be′计算)平均值(单位:克/升)是:氯化钠116.854、氯化镁17.58、硫酸镁9.48、硫酸钙3.49、氯化钾2.058、溴0.31、溴化镁0.358。据山东省制盐工业科学研究院化验,莱州湾地下卤水14°Be′左右时的主要离子含量见表1-2,莱州湾地下卤水15°Be′时微量元素含量见表1-3。
1983年莱州湾沿岸潍坊部分盐区地下卤水14°Be′左右时的主要离子含量
表1-2 单位:克/升
┌─────┬─────┬────┬────┬────┬─────┬─────┬─────┬────┐
│ 离 │°Be′ │Ca2+ │Mg2+ │Clˉ │SO42- │K+ │Na+ │Brˉ │
│子地点 │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├─────┼─────┼────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤
│寒亭 │14.07 │0.88 │6.19 │89.4 │9.40 │1.37 │49.21 │0.33 │
│ │ │ │ │0 │ │ │ │ │
├─────┼─────┼────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤
│羊口 │14.49 │1.34 │7.77 │91.1 │10.79 │1.10 │48.21 │0.34 │
│ │ │ │ │2 │ │ │ │ │
├─────┼─────┼────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤
│菜央子 │14.27 │1.10 │6.99 │89.0 │11.81 │1.83 │48.66 │0.40 │
│ │ │ │ │6 │ │ │ │ │
├─────┼─────┼────┼────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┤
│岔河 │14.40 │1.05 │6.51 │90.8 │10.10 │1.39 │49.50 │0.32 │
│ │ │ │ │5 │ │ │ │ │
└─────┴─────┴────┴────┴────┴─────┴─────┴─────┴────┘


1983年地下卤水15°Be′左右时的主要微量元素含量
┌─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│微量元素地│碘 │锰 │铁 │锂 │锶 │硼 │铜 │
│点 │ │ │ │ │ │ │ │
├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│昌邑 │0.64 │4.65 │1.12 │0.24 │11.79 │5.30 │4.42 │
├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│寒亭 │0.49 │1.94 │1.38 │0.24 │11.32 │—— │49.38 │
├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│岔河 │0.39 │1.43 │1.59 │0.26 │11.05 │—— │90.95 │
├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│菜央子 │0.53 │3.62 │1.29 │0.24 │16.83 │6.74 │92.34 │
└─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

表1-3 单位:ppm

(六)浓度
据山东省第四地质矿产勘查院2005年勘查报告,潍坊各盐区地下卤水平均浓度为:昌邑9.6°Be′,寒亭10.4°Be′,寿光和原潍坊滨海经济技术开发区9.7 °Be′。
(七)开采利用
20世纪80年代以前,开采地下卤水的方式先后用过开挖大土井、打砖管井、水泥管井。20世纪80年代以后,真空井被广泛采用,井加深至80米左右。
为了使资源高效利用,从20世纪90年代开始,潍坊一些大型制盐企业探索出“一水多用”技术。山东海化集团实现了“一水六用”的资源综合利用模式。即海水放养贝类、鱼虾等海产品;初级卤水养殖卤虫;中级卤水先送纯碱厂、硫酸钾厂做工艺冷却,吸收了化工余热的中级卤水送溴素厂提取溴;经提溴后的卤水送到盐场晒盐;晒盐的苦卤复晒生产低钠盐后生产硫酸钾、氯化镁等产品。卤水中的有用成分被充分地利用,提高了卤水资源综合利用效率,最大限度地避免了废液排放对海域生态的破坏影响。
(八)变化
地下卤水属液体矿藏,虽然有补给来源,但补给与开采是一对矛盾,进入21世纪后,卤水资源被过度开采利用,地下卤水己明显呈现逐渐枯竭趋势。以2005年的现状与20世纪80年代相比,地下水位平均由30米~40米下降到70米~80米,单井上水量平均由30立方米/小时~40立方米/小时下降到10立方米/小时~20立方米/小时,卤水浓度平均由12°Be′~15°Be′下降到9°Be′~11°Be′,含溴量平均由300克/立方米~330克/立方米下降到200克/立方米~230 克/立方米,部分盐区下降到200克/立方米以下。昌邑盐区卤水含溴量年均下降8克/立方米~10克/立方米。
由于近十几年来原盐产能加大以及盐化工项目的增加,地下卤水大面积、大规模的开采利用,使地下卤水水位逐年下降。为满足生产需要,制盐及盐化工企业提取地下卤水的地点,由原来的场(厂)区附近,逐渐向周边延伸。从20世纪90年代末期,潍坊盐区采用在周边农田、河道及近海岸打井取水,利用地下管道输送到制盐及盐化工企业供生产之用。最长输送距离达10公里左右。同时,地下卤水开采区形成较大的地下降落漏斗,使北部海水和南部咸淡水源源不断的流向地下卤水开采区降落漏斗,咸淡水分界线发生北移。据山东省第四地质矿产勘察院2005年对潍坊市北部沿海地下卤水矿区勘查,5°Be′~7°Be′的地下卤水陆地面积为117万市亩,这部分土地不适宜进行盐田开发。由于地下卤水水位的下降,有效地遏制了卤水上返造成的土壤地表盐渍化。