卤水

卤水是一种主要含有氯化钠(NaCl)的水溶液，可用于制盐和提取溴、碘、锂、、、硼、钾、、等物质。呈透明或黄色，味道微苦，含有氯化钠、氯化镁等物质，是由于特殊的地理环境、气候和水文条件形成的。

卤水主要分布于哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、伊朗、俄罗斯一直延伸到东亚的蒙古和各陆台区的边缘拗陷和内部拗陷中，以及褶皱区的山前拗陷和山间盆地中，中国分布于沿海低平原区。随着科技的发展，现在可以通过渠、井、采卤站等多种方式开采卤水。

卤水可以制作成多种工业原料，并在养殖市场和建筑建造上发挥作用。卤水具有一定的毒性，可引起胃粘膜炎、腹痛和呕吐。如果大量吸收入血，对人体会导致高镁血症。

发现历史

卤水是制盐工业的重要原料，与盐业发展密不可分。早在古代，人类就开始制盐。《史记·夏本纪》中有关于“厥贡盐烯”的记载，周代也有关于“戎盐进贡”的记述。而“卤”这个词，描述了运城盐湖将卤水引入卤池晒盐的工艺过程。据《史记》记载，在公元前三四百年的战国时代，古齐国的盐民在“滨海斥卤之地”挖坑取出地下咸水，用它煮制盐。距今2300年前，中国沿海地区就利用海滩浅层地下的咸水（包括滞留的海水和卤水）进行煮盐。由此可见，中国沿海地区开发利用地下卤水资源的历史已有2000多年，从原始井灶制盐算起，大型井灶至今也有1300年。

在国际领域，对陆地及深层卤水的研究较为深入，然而海岸带地下卤水的研究相对较少。自20世纪60年代末至70年代，基于波斯湾海岸的研究，人们在海岸带沉积环境和碳酸盐岩沉积相模式等方面进行了深入探讨。海岸地下卤水被视为蒸发岩早期形成过程的一部分。随着对海水浓缩成盐机理的深入理解，出现了多种假设，如沙坝说、多级海盆说、返流假说以及潮上盐沼地或“萨布哈"假说等。在潮坪和三角洲前缘，被溶解的组分受蒸发作用生成地下卤水。同时，蒸发矿床形成必须满足三个条件：干旱或半干旱气候条件，卤水补给条件，以及卤水浓缩储存的封闭条件。1996年，提出了“海岸潮滩生卤"理论，即地下卤水源于海水，生成于海侵期的海退阶段，经过蒸发浓缩、聚集和海陆变迁埋藏形成。此后，对地下卤水的沉积环境、水化学组成、分布特征、地下卤水测年及卤水成因演化等方面，学者们进行了大量的研究。

分类

卤水是一种主要含有氯化钠(NaCl)的水溶液，通常还含有其他化合物，被称为杂质。然而，当析盐后的水溶液中氯化钠的含量低于总固形物的50%时，就不再被称为卤水，而被称为母液或盐卤。根据制取方法的不同，卤水可以分为天然卤水和人工卤水。

天然卤水

天然卤水的分类法根据地质学的要求可以非常复杂。然而，如果根据卤水的使用习惯来分类，可以将其分为以下几种：位于三迭系海相地层（约1000米深）的黑色悬浮物液体被称为黑卤；位于侏罗系和白垩系陆相地层（约500米深）的黄色悬浮物溶液被称为黄卤。黄卤可以根据是否含有钡分为含钡黄卤和无钡黄卤。随着石油和天然气工业的快速发展，油气田边界地带常见一种含氯化钠较低的卤水，统称为油田水和气田水。

按地下卤水赋存条件可将其分为孔隙卤水、晶间卤水、裂隙卤水，根据其埋藏条件，卤水可以划分为地表盐湖卤水和地下卤水两大类。其中，地下卤水根据其深度又可进一步细分为浅层地下卤水和深层地下卤水。浅层地下卤水主要分布在地表以下至数百米深的沉积物或储卤层中，包括盐湖附近的盐类沉积物中的晶间卤水，海岸带地下卤水，以及沉积盆地浅部储卤层中的溶盐卤水和盐泉等。这些浅层地下卤水的共同特性在于，它们都或多或少地参与了自然界的水循环过程。根据卤水成分的差异，盐湖卤水可以分为三大类：氯化物型盐湖卤水、硫酸盐型盐湖卤水和碳酸根型盐湖卤水。

此外，一些天然咸水湖也被视为天然卤水的一种。海水虽然也含有氯化钠，但由于其特殊性，通常被单独分类，不被归入天然卤水范畴。

人工卤水

所谓人工卤水是指通过人为将水加入固体盐或地下固体盐矿床中，使其溶解成含有较高氯化钠的溶液，这就是人工卤水。石盐通常可以通过地下采矿方法获得，经过粉碎和筛分后可供食用，例如罗马尼亚的斯拉尼克盐矿和佛尔恰盐矿等。矿盐一般都相对纯净，含氯化钠的含量在97%以上。

组成与性质

卤水是一种具有特定矿物质成分的天然盐溶液。它通常呈无色透明或淡黄色，酸性较弱，中性偏碱性。卤水的温度一般在11-16°C，pH值在6.5-7.6之间，矿化度一般在35-330g/L。

其主要成分是氯和钠，还含有较低浓度的硫酸盐、钾和镁，钙含量最低。随温度降低，钙、镁、钾离子浓度会不同程度增加，而硫酸盐和钠离子浓度会减少。卤水化学成分在空间分布上也存在差异，尤其是北部和南部之间的差别较大。储卤层结构会对卤水的物理化学过程产生一定的相互制约关系。

应用领域

养殖业

利用沿海地下卤水进行水产养殖，这一方式能提供适宜的盐度，帮助维持水体的稳定性和营养平衡。而且由于卤水中含丰富微量元素，可为水产提供必要营养，促进健康生长。与海水养殖相比，地下卤水养殖污染程度较小，发病率较低，为中国水产养殖打开了新的道路。

建筑业

卤水的主要成分之一是氯化镁的水溶液。这种含有镁离子的卤水可用于配制镁质或铬镁质火泥浆，用于制作耐火材料，如镁质耐火砖。此外，卤水中的镁离子还可用作捣打料的胶结剂，以提供粘合性和加强材料的结构强度。

化工行业

卤水是一种高度溶解性固体和含有微量组分的液体，可用于提取溴、碘、锂、锶、钡、硼、钾、铯、铷等物质，且可用于制取食用盐，将卤水蒸发后可析出氯化钠等盐类。

成因

卤水盐矿的形成机制比较复杂，但都需要一些基本条件。

地下卤水

地下卤水矿床的形成原因主要有四种理论解释：石盐矿体溶解说、原始卤水说、沉积岩吸收说和地下水蒸发浓缩说。

石盐矿体溶解说认为，风化侵蚀使接近地面的石盐矿体被水流带入地下并溶解，从而形成地下卤水。原始卤水说则认为，岩石在沉积过程中捕集了古海水，因此也被称为"沉积卤水说”。沉积岩吸收说认为，在海底沉积过程中，沉积岩吸收了比海水盐分更高的Na或NaCl，使得原生水的含盐度大大超过了正常海水，从而形成了卤水。地下水蒸发浓缩说则认为，随着地温的深度增加，地下水会受到地温的影响而蒸发，水蒸气分子会沿着孔隙和裂隙上升，深部地下水因蒸发而浓缩，从而使水的矿化度增加，化学成分发生改变，形成地下卤水。

晶间卤水通常存在于石盐晶间的孔隙中，主要是通过同生沉积过程形成的。在钾盐矿床的形成过程中，海水会周期性地涌入盆地，沿着有利的构造部位聚集，并溶解围岩中的盐分，从而形成矿化度较高的卤水。

晶间卤水的分布特征会受到古地理和构造的影响。地质构造在晶间卤水的形成和分布中起着关键的控制作用。断层、凹陷等构造形态为晶间卤水的聚集提供了通道，使其在特定区域内富集。

地表卤水

基于分析和总结，地表卤水可以形成于热带气候、温带气候，以及极地寒冷气候。强烈的蒸发作用可能是地表卤水形成的主要控制因素。

分布情况

卤水是尚未晶析的液态盐类沉积矿藏,处于成盐过程的初级阶段，根据其埋藏条件，卤水可以划分为地表盐湖卤水和地下卤水两大类。地球上现代盐湖的空间分布主要可划分为两个带和一个区域。在北半球，盐湖带分布在北纬12°至63°之间，大多集中在30°至50°之间。南半球的盐湖带则分布在南纬10°至45°之间。赤道盐湖区则位于北纬5°至南纬5°之间。绝大多数盐湖集中在北半球的亚洲大陆内部区域。从中亚的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、伊朗、俄罗斯一直延伸到东亚的蒙古和中国，从中亚到南亚、西南亚都普遍有盐湖发育。在中国，现代盐湖广泛分布在西藏自治区、新疆、青海省、甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区等地。

地球上地下卤水的分布在全球范围内极为广泛，其存在的时代跨度从寒武纪一直延续至第三纪和第四纪更新世。地理位置上，这些卤水普遍分布在各陆台区的边缘拗陷和内部拗陷中，以及褶皱区的山前拗陷和山间盆地中。部分卤水与含盐盆地有关，部分与含油气盆地有关，实际上，有的卤水区域也是含盐盆地。值得注意的是，这些卤水中含有众多有用元素，如钾、硼、铿、碘、铆、艳、铭等。地下卤水主要分布在中国的莱州湾南岸高浓度区、黄河三角洲平原中高浓度区、渤海湾沿岸中低浓度区、辽东湾沿岸中低浓度区、山东半岛低浓度区和辽东半岛低浓度区。

卤水开采

表面卤水开采

表面卤水通常通过设立抽卤泵站直接进行抽取。但也面临着一个重要问题，即如何有效防止表面卤水矿的淡化。开采过程中，由于湖泊水面积不断减小，湖面蒸发量也随之降低，这使得卤水的浓度发生变化。同时，全球气温的不断上升，使得雪山融水量不断增加，湖区的淡水量也呈现出显著的增长趋势。这些因素共同打破了原有的盐湖水盐平衡系统，导致卤水淡化速度加快。

为了解决这个问题，需要结合防洪工程，修建拦截水工程。具体来说，可以在河流上游的相对开阔低洼地段设置拦水坝，形成大面积的人工湖。然后，通过引水工程将地表河水引入人工湖，并有计划地控制淡水进入湖区。这样，大量的淡水将以蒸发的形式在人工湖中排泄和消耗，从而有效地防止了卤水矿的淡化。

深层卤水开采

井采是一种适用于开采厚层或深部矿层的技术，但由于卤水容易形成结盐，这可能导致泵和管道堵塞。严重的情况下，运行一个小时左右就可能全部堵塞，且清除结盐非常困难。这也是为什么井采技术在较长的时间内没有得到工业应用。然而，通过优选泵型、选择适宜的材质、改进井身结构以及采取多种防止结盐的技术等措施，井采技术现在已经成功地被工业应用。

晶间卤水开采

渠采技术

相对浅层和矿层较薄的晶间卤水矿层主要采用渠采方式进行开采。由于这些矿层的盐层结构致密并且需要带水开挖，因此开挖和清渣的难度都相当大。过去，采卤渠的有效深度通常只能达到4-5米，这限制了开采的深度。现在，通过采用先爆破松动、分台阶开挖和引进先进的大型挖掘设备等方法，采卤渠的开挖深度已经大大增加。

固液转化技术

大多数卤水矿床的卤层含有较低品位的固体矿石，其在总资源量中的占比可高达40%至50%，在某些盐湖中甚至超过了卤水矿的资源量。然而，由于这些低品位固体矿石的品位无法满足工业的独立开采需求，它们暂时无法被利用，被称为"死矿"。在卤水矿的开采过程中，卤层中的溶解盐会随卤水流动而结晶沉淀或以其他方式析出，导致部分卤水矿转化为低品位固体矿石，即由"活矿"变为"死矿"。为了提高资源的总回收率，开采方案应综合考虑固液转化的实施，一方面将无法直接利用的低品位固体矿石转化为可直接利用的卤水矿，另一方面，通过稀释和置换部分孔隙度储量，将其转化为给水度储量，从而增加可采卤水的量。

健康危害

卤水分为卤碱和盐卤两种，它们的主要成分都包含氯化镁。卤碱的成分除了氯化镁外，还包括氯化钠和一些金属离子。而盐卤的成分除了氯化镁外，还含有硫酸镁。氯化镁在体内可以水解为氯离子和镁离子，一般情况下对人体不会造成危害。然而，大量口服氯化镁可能直接刺激胃粘膜，引起腹痛和呕吐等不适症状。因此，在使用卤水或含有氯化镁的产品时，应按照正确的剂量和使用方法，避免过量摄入。

参考资料

青海:氯化钙型卤水成因研究方面取得进展.中国新闻网.2023-10-04