钾盐矿.docx
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钾盐矿
钾盐矿
钾盐是含钾矿物的总称。
按其可溶性可分为可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。
前者是自然界可溶性的含钾盐类矿物堆积构成的可被利用的矿产资源；它包括含钾水体经过蒸发浓缩、沉积形成的可溶性固体钾盐矿床（如钾石盐、光卤石、杂卤石等）和含钾卤水。
铝硅酸类岩石是不可溶性的含钾岩石或富钾岩石（如明矾石、霞石、钾长石及富钾页岩、砂岩、富钾泥灰岩等）。
目前，世界范围内开发利用的主要对象是可溶性钾盐资源。
钾盐矿主要用于制造钾肥。
主要产品有氯化钾和硫酸钾，是农业不可缺少的三大肥料之一，只有少量产品作为化工原料，应用在工业方面。
目前，我国已查明的可溶性钾盐资源储量不大，尚难满足农业对钾肥的需求。
因此，钾盐矿被国家列入急缺矿种之一。
一、矿物原料特点
（一）可溶性钾盐矿物
可溶性钾盐矿物包括自然界形成的各种含钾的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐以及含有钠、镁、钙的复盐。
它们可以成为无水化合物或含水化合物，其中有的还含微量的Li、Rb、Cs、Sr、Br、I、B等元素。
主要矿物有钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、无水钾镁矾和杂卤石等。
1.钾石盐（KCl）
化学组成：
K52.4%，Cl47.6%。
常含液态和气态包裹物：
主要是氮，其次为碳酸气、氢和甲烷，有时含氦。
机械混入物常见NaCl和Fe2O3。
类质同象混入物常为KBr（0.1%以下）和极少量的RbCl、CsCl。
结晶形态：
等轴晶系。
晶体呈立方体或立方体与八面体之聚形，集合体常为致密粒状块体，有时具层状构造。
物理性质：
纯钾石盐无色透明，但由于杂质污染可以呈红色、玫瑰色、黄色、乳白色（含细微气泡）。
玻璃光泽。
硬度1.5～2，性脆，比重1.97～1.99。
解理平行{001}极完全。
有辣味。
易溶于水，具吸湿性。
2.光卤石（MgCl2·KCl·6H2O）
化学组成：
K14.1%，Mg8.7%，Cl38.3%，H2O38.9%。
含少量类质同象混入物Br（0.2%以下）、Rb、Cs（万分之几），偶含Li、Te。
机械混入物有NaCl、KCl、CaSO4、Fe2O3、粘土、盐水滴与气态包裹物（N2、H2、CH4混合气体）。
结晶形态：
斜方双锥对称形式。
晶体极少，多呈致密粒状块体，脉状光卤石呈纤维状。
物理性质：
纯的无色透明，常因含杂质而染成红色、褐色、黄色。
新鲜断口玻璃光泽，在空气中很快变暗而呈油脂光泽。
硬度2～3，比重1.6。
无解理易碎，断口不规则或贝壳状。
具极强的吸湿性，在空气中易潮解。
味辣苦。
发强荧光。
当溶于水中时发出特殊的碎裂声，这是因为含有处在高压下的气泡所致。
3.钾盐镁矾（KCl·MgSO4·3H2O）
化学组成：
K15.7%，Mg9.8%，Cl14.2%，SO38.6%，H2O21.7%。
结晶形态：
单斜晶系。
单晶（扁平状或柱状）少见，通常为细粒块状集合体，有的在空隙中呈纤维状。
解理沿{001}完全。
物理性质：
无色，但常常被其中所含铁质染成红色或灰黄色。
玻璃光泽。
硬度2.5～3，比重2.15。
易溶于水。
味苦咸。
不吸水。
4.无水钾镁矾（K2SO4·2MgSO4）
化学组成：
约为K2O22.7%，MgO19.43%，SO357.87%，含少量的溴。
结晶形态：
等轴晶系，三角四面体对称形式。
晶体少见，常呈粒状块体或分散的颗粒。
物理性质：
浅灰至无色。
无解理，贝壳状断口。
玻璃光泽，性脆，硬度3～4，比重2.83。
晶体中常包裹石盐、硬石膏及其他物质。
在水中溶解缓慢。
稍加热即变白。
5.杂卤石［K2MgCa2（SO4）4·2H2O］
化学组成：
K12.9%，Mg4.03%，Ca13.29%，SO63.73%，H2O5.98%。
结晶形态：
三斜晶系，轴面对称形式。
但晶体少见，常呈致密粒状块体，或呈纤维状、片状集合体。
物理性质：
透明无色，有时为白色或微带浅灰、淡黄、肉红，有时也呈砖红色。
玻璃光泽，但常常是暗淡无光。
硬度2.5～3，比重2.72～2.78。
一组柱面解理完全。
略带咸辣味。
溶于水而剩下石膏。
6.钾镁矾［K2Mg（SO4）2·4H2O］
化学组成：
K2O25.69%，MgO10.99%，SO343.67%，H2O19.65%。
结晶形态：
单斜晶系，柱体对称形式。
一般呈块状集合体。
物理性质：
透明无色或淡黄色。
蜡状光泽至玻璃光泽。
贝壳状断口。
味苦。
硬度2.5～3.0。
比重2.201。
7.软钾镁矾［K2Mg（SO4）2·6H2O］
化学组成：
K2O23.39%，MgO10.01%，SO339.76%，H2O26.84%。
结晶形态：
单斜晶系。
柱体对称形式。
集合体呈细粒或纤维状。
物理性质：
透明无色或白色，由于含杂质，有时也具浅红、浅黄和灰色。
玻璃光泽。
具苦味。
易溶于水。
比重2.1，硬度2.5。
8.钾石膏（K2SO4·CaSO4·H2O）
化学组成：
K2O28.68%，CaO17.08%，SO348.75%，H2O5.49%。
结晶形态：
单斜晶系，柱体对称形式。
解理平行{100}和{110}完全，{010}清楚。
集合体为板状、叶片状。
物理性质：
无色，或因含有杂质而具浅黄色和乳白色。
玻璃光泽。
贝壳状断口。
硬度2.5，比重2.579。
微溶于水。
光性特征：
二轴负晶，重折率为0.018。
（二）不可溶钾盐矿物
不可溶钾盐矿物，主要是含钾铝硅酸盐矿物及富钾岩石，大多是以造岩矿物产于各种岩石之中，如长石、云母，在自然界中分布广泛。
最常见矿物有：
1.正长石K［AlSi3O3］，含K2O16.5%
单斜晶系，晶体常呈短柱状或厚板状。
肉红色、浅黄红色，玻璃光泽，硬度6～6.5。
正长石主要产于酸性、碱性和一部分中性火成岩中，如花岗岩、正长岩。
也产于各种片麻岩和混合岩中，沉积岩中亦有分布。
2.霞石 Na［AlSiO4］，也含有K2O
霞石在高温下形成Na［AlSiO4］和K［AlSiO4］固溶体连续系列，K［AlSiO4］分子的含量变化于5%～20%之间。
国外已利用霞石生产钾肥。
3.明矾石 K2SO4·Al2（SO4）3·2Al2O3·6H2O
明矾石矿物属三方晶系，通常为细粒状、致密块状的集合体，纯净者无色，白色，但常带浅黄色。
玻璃光泽或土状光泽。
硬度3.5～4，比重2.6～2.9。
明矾石是中酸性火山喷出岩经蚀变后的产物，安徽、浙江等省广泛分布，产于火山岩和火山凝灰岩中。
明矾石可制取钾明矾、硫酸钾等。
二、用途与技术经济指标
（一）用途
世界上95%的钾盐产品用作肥料，5%用于工业。
在化学工业中约有30多种产品由钾组成，主要有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、碳酸钾、氰化钾、高锰酸钾、溴化钾、碘化钾等。
按工业用途，35%用于生产洁净剂，25%以碳酸盐和硝酸盐形式用于玻璃和陶瓷工业中，20%用于纺织和染色，13%制化学药品；其余用于罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。
钾的氯酸盐、过磷酸盐和硝酸盐是制造火柴、焰火、炸药和火箭的重要原料。
钾的化合物还用于印刷、电池、电子管、照相等工业部门，此外也用于航空汽油及钢铁、铝合金的热处理。
钾肥是农业三大肥料之一，对绝大多数作物都有明显的增产效果，钾肥主要为氯化钾和硫酸钾，属酸性肥料。
氯化钾用量大，适于水稻、麦类、玉米、棉花等作物，氯对它们没有妨害；硫酸钾适于麻类、烟叶、甘蔗、葡萄、甜菜、茶叶等经济作物。
（二）技术经济指标
1.工业或农业用氯化钾产品国家标准见表4.9.1
表4.9.1氯化钾的国家标准（GB6549-86）
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2.硫酸钾（工业用）
由于是溴化钾（照相乳剂）和碘化钾的原料，必须保证制品的纯度，氧化钾含量要高（50%以上），铁、铝、氯（5%以下）与有机物少，干燥度好。
适于作硝酸钾原料的氧化钾，也适于制造硝酸钾的氯化钾：
水分：
＜3.0%
纯度：
≥55%（含水物K2O）
水不溶物：
＜1%（含水物）
异种氯化物：
＜10.0%（含水物NaCl）
硫酸盐：
＜1.0%（含水物SO3）
钙含量：
＜0.5%（含水物CaO）
镁含量：
＜0.5%（含水物MgO）
pH:
5.0～10.0
外观:
白色
三、矿业简史
1839年4月，德国钻探盐矿时发现了钾盐矿床。
在此之前，世界各国主要靠淋滤草木灰等制成各种钾化合物，或从洞穴堆积、建筑废墟中淋取KNO3以供制造黑火药之用。
1861～1866年间，德国发展钾盐工业，使钾肥的施用量迅速增加。
从此结束了人类使用草木灰作钾盐的时代。
1904年德国在上莱茵发现钾盐矿床。
1910年和1915年法国和德国的两个钾盐矿床开始生产并稳步扩大。
在第一次世界大战之前，德国几乎控制了世界的钾盐市场。
从本世纪20年代中期起，各国都大力开展钾盐矿床的寻找。
美国和原苏联经过20多年，先后于30年代开始用本国钾盐矿产制造钾肥。
1929年西班牙在埃布罗河谷发现了加泰罗尼亚钾盐矿床并于1930年开始生产钾盐。
1931年中东首次从死海海水中回收钾盐。
1943年加拿大首次发现萨斯喀彻温钾盐矿床，到50年代末才开始向国外出口钾盐。
意大利的钾盐工业始于1959年，中西西里盆地现在已有5个钾盐矿山。
60年代以后，由于许多新的钾盐矿床的开发，使世界钾盐生产出现了新面貌。
加拿大和原苏联取代了原民主德国和联邦德国钾盐生产的优势地位，成为世界上最大的钾盐出口基地。
巴西塞尔希培钾盐矿于1985年开始生产钾盐。
同年加拿大东海岸新不伦瑞克钾盐矿投产。
约旦从死海海水中回收钾盐到1985年增加到30万t/aK2O。
另外，刚果共和国的霍利圣保罗钾盐矿、英国约克郡鲍尔比钾盐矿、智利的Caliche矿床也生产一些钾盐。
新中国成立前我国没有钾盐工业，靠农家肥来维持地力。
新中国成立后，提出了找钾的任务，并于1958年修建青藏公路时发现了青海察尔汗盐湖钾镁盐液体矿。
1963年在云南江城发现勐野井固体钾盐矿。
随着石油全面普查工作的开展，先后在四川盆地东部渠县三叠系地层中、湖北江汉盆地潜江凹陷、山东大汶口凹陷、东营凹陷、云南兰坪-思茅盆地第三系下统含盐系中多处发现杂卤石、无水钾镁矾、含钾地下卤水等钾盐层和钾盐矿化。
经过几十年的工作，现已建成云南江城勐野井可溶性钾盐矿和青海察尔汗盐湖钾镁盐液体矿等两座矿肥结合的联合企业，并初具规模，形成了我国的钾盐生产基地。
四川东部杂卤石的开发利用已通过中试，万吨级生产硫酸钾工厂正在筹建中。
不溶性含钾资源的开发利用也已开始起步。
一、资源状况
据1996年出版的《国外矿床地质丛书·钾盐矿床》资料，世界钾盐资源相当丰富，资源总量已达2144.7亿tK2O，其中已探明储量超过220.6亿t。
世界钾资源分布不平衡，主要在北半球，其中加拿大和原苏联分别占世界钾盐总资源量的40%和37%。
其余的已知储量分布在美国、欧洲、中东、泰国、刚果等地。
中国可溶性钾资源相当贫乏，且分布不均。
截止1996年底，全国已探明的28个矿区的钾盐保有储量4.57亿tKCl，其中A+B+C级储量为1.46亿tKCl。
探明储量以氯化钾为主，96.6%的储量分布在青海柴达木盆地的几个现代盐湖中，少数在云南江城一带。
另外还在山东、甘肃、新疆和四川有零星分布。
中国可溶性钾储量的分布见表4.9.2。
表4.9.2中国可溶性钾盐储量分布
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以各国拥有可溶性钾资源的数量计名次，我国将排在第15名以后（以A+B+C级储量作比较）。
我国不溶性钾资源的储量是可观的，包括明矾石、钾长石及含钾砂、页岩等，保有D级以上储量数十亿t（K2O），含K2O一般在9%～12%，最高达35.74%（福建明矾石矿）。
我国不溶性钾资源的储量虽然很丰富，但由于难溶于水，制造钾肥的技术工艺又复杂，成本高，难以开发利用，目前只是刚刚起步，期望不久的将来有一个新的局面。
二、地理分布
截止1996年底，中国共探明钾盐矿产地28处，主要分布在我国西部和西南的边远省区（图4.9.1）。
图4.9.1中国钾盐矿分布图
1.新疆托克逊石盐芒硝矿;2.青海大浪滩盐湖;3.青海柴达木一里坪盐湖;4.青海柴达木东台吉乃尔盐湖和西台吉乃尔盐湖;5.青海大柴旦马海钾矿区;6.青海察尔汗盐湖;7.四川自项邓井关;8.山东大汶口盆盐类矿床;9.云南勐野井钾盐矿
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三、资源特点
我国已探明的可溶性钾盐资源有以下特点：
1）储量少。
至1996年底，全国保有储量仅4.57亿tKCl。
2）以液体资源为主。
国外钾资源储量的主要部分是古代固体层状矿床，占总储量的绝大部分，而我国的钾盐资源储量，主要是液体卤水矿床。
3）矿石品位低。
已探明的现代盐湖层状固体矿层普遍为贫矿，96%是表外矿，KCL含量仅2%-6%。
古钾盐层状矿床KCL含量平均为8.81%。
国外固体钾盐层状矿床矿石晶位一般为15%-35%K2O。
4）质量差。
我国古代钾盐矿石中，固体难溶物和不溶物比较多，选矿和加工难度大。
5）共生组分多。
盐湖卤水和地下卤水中与钾共生有大量的镁、钠、硼、锂、溴、碘、铷、铯等元素，有很高的综合利用价值。
6）埋藏浅。
盐湖资源出露地表，固体层状钾盐矿一般埋深为25-700m，易开采。
7）可选性差。
云南勐野井钾盐矿含泥砂水不溶物比较多，品位低，难以选矿，成本高；盐湖卤水需经日晒光卤石后才能浮选，增加了盐田投资。
一、钾盐矿床时空分布及成矿规律
（一）矿床时空分布
钾盐矿床是蒸发岩矿床的一种，它经常和其他盐类矿床共生在一起，如石膏、芒硝、石盐等。
已知世界从古生代到现代都有蒸发岩沉积，最老的钾盐产于寒武纪，泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪以至第四纪各个地质时代均有钾盐矿床形成。
我国钾盐成矿时代主要为第四纪、白垩纪和三叠纪。
其代表矿床有：
1）碎屑岩系型钾盐矿床——云南勐野井白垩纪钾盐矿床。
该矿地处藏滇印支地槽褶皱带，位于兰坪-思茅盆地的东南部，是白垩纪成盐期的产物。
思茅拗陷东西两侧为红河、澜沧江深大断裂夹持，向北与兰坪拗陷邻接，向南延出国境，为老挝的万象盆地和泰国的呵叻盆地。
矿床含盐系底板是红色为主的碎屑岩。
钾盐层顶底板及夹层都是红色为主的碎屑岩。
属于碎屑岩型钾盐矿床。
钾盐层底部与硬砂岩呈假整合接触。
主要矿物为岩盐、钾石盐、硬石膏、光卤石，并富集有Br、Li等微量元素。
2）盐湖型钾盐矿床——察尔汗盐湖钾镁盐矿床，是一个现代内陆盐湖，形成于晚更新世-全新世的成盐期。
这一大型钾盐矿床是在柴达木盆地演化和成盐作用发育过程中，存在有利于钾迁移、富集的地质和水文地质条件而形成的。
柴达木盆地已探明的富钾盐湖，还有东台吉乃尔、西台吉乃尔、一里坪、尕斯库勒、大浪滩、昆特依、马海、大小柴旦等诸多盐湖，它们的形成与察尔汗盐湖有着密切的联系。
柴达木盆地自更新世以来，随着青藏高原的总体上升，一直处在沉降中，第四纪初成为规模巨大的古湖。
湖水面积可达20×104km2，长期积累了包括钾在内的大量盐类组分，经过蒸发和浓缩，成盐作用是在闭流盆地中发育和演化。
受新构造运动的影响，古湖的沉降中心屡经变迁，最初在盆地的西部茫崖大浪滩一带，尔后向东北方向转移，到晚更新世移向盆地的东南，即现在察尔汗盐湖。
中早更新世末期的新构造运动，使柴达木古湖被分割瓦解。
察尔汗盐湖是盆地中第四纪以来的沉降中心，湖盆面积大，又是盆地中地势最洼的地区，因而继承和积累柴达木古湖的盐类总量也最大。
（二）盐湖型钾盐的成矿规律
1.钾盐盆地的形成
钾盐的沉积一般在盐类矿物的后期，但盐类沉积的盆地到钾盐沉积阶段已发生变化。
这时卤水浓缩很大，体积已浓缩到原水体的1%～1.5%，原来的盆地已为早先沉积的石盐基本填满，残余卤水则大部分渗入早期沉积的固相岩中，成为晶间卤水。
钾盐盆地除少数形成于原来石盐盆地外，大多数则需重新形成，残余卤水及晶间卤水再汇入这个盆地中，蒸发形成钾盐矿床。
2.钾物质来源
作为海相盐化的钾物质来源，是大洋水蒸发结晶后期阶段的产物。
内陆盐湖的钾来源于残留卤水、结晶岩、火山活动、古钾盐矿床及油田水和深层地下卤水。
3.钾盐盆地中钾的富集
首先，成盐成钾卤水在正常封闭的盆地中，蒸发作用使盐类物质按溶解度而先后沉积。
剖面上成为一个旋回性构造，钾盐分布在中上部和顶部；平面上则由盆地边缘到中心，按溶解度从小到大排列：
碳酸盐-硫酸盐-石盐-钾盐。
其次，在钾盐盆地中，尤其内陆盆地，卤水迁移对富集钾盐十分有利，因为当卤水迁移时较不容易溶的一些盐类先后在迁移途中沉淀，给剩下易溶的钾镁盐沉淀创造了条件。
如察尔汗现代钾盐湖，卤水迁移过程中，湖周围就有较多可溶盐类沉积，它们主要是碳酸盐、硫酸盐、氯化钠，并按溶解度由小到大有规律地分散于迁移途中，最后剩下的卤水钾镁含量很高，给形成钾盐矿床创造了有利条件。
第三，当石盐晶间或层间的卤水回流入钾盐盆地时，其运移过程中晶间卤水或层间卤水便可选择性溶解石盐岩中的钾镁盐或浸染状的钾盐，使卤水变富。
如在青海现代钾盐湖中，在湖水水位较高，也是盆内卤水浓度较淡的时候，卤水渗入到石盐岩中，对其中的钾镁盐进行选择性溶解，由于蒸发作用湖水位下降使晶间卤水回流入低凹处，这种回流的卤水很快便形成光卤石，说明经过这个过程卤水富集了钾镁盐。
综上所述，钾盐矿床的形成，必须具备成钾的盆地、高浓度的卤水和持续蒸发的条件。
二、矿床类型
可溶性钾盐矿床分类有以下几种分法。
（1）按成矿时代划分，可分为第四纪以前形成的古代钾盐矿床（包括中新生代陆相碎屑岩型钾盐矿床）和第四纪形成的现代钾盐矿床（盐湖型钾盐矿床）；
（2）按赋存状态可分为固体层状矿床和液体矿床。
（3）按矿石化学组成划分可分为：
1）氯化物型矿床：
察尔汗盐湖钾镁盐矿床和勐野井钾盐矿床均属此类型；
2）硫酸盐型：
大浪滩钾盐矿床属此类型；
3）混合型矿床：
既有氯化物又有硫酸盐的矿床；
4）硝酸盐型：
新疆鄯善地区的钾硝石矿属此类型。
（4）按矿床成因分类：
可分为海相成因、陆相成因和深层卤水补给三种类型。
三、典型矿床
（一）云南江城勐野井钾盐矿床
勐野井钾盐矿床系古代固体钾盐矿床。
氯化物型陆相沉积。
物质来源也有深成卤水沿深大断裂补给的可能。
含矿层为下第三系勐野井组。
矿区出露地层，自下而上有：
白垩系中统（K2）、白垩系上统（K3）、下第三系（E）、上第三系（N）。
下第三系自下而上划分为勐野井组、等黑组和勐腊组。
勐野井组（古新统E1m）下段为主含盐层，地表为棕红色、杂色泥砾岩，夹少量泥质粉砂岩、粉砂岩，深部为各种类型的石盐岩夹粉砂岩、钾盐岩。
厚度9～682m。
上部棕红色泥岩、粉砂岩，普遍含石膏。
厚度10～224m。
等黑组（始新统-渐新统E2～3d）以紫红色粉砂岩、泥岩为主，厚169m。
勐腊组（渐新统E3ml）为红色砾岩、砂砾岩，夹砂岩、粉砂岩，厚度529～1592m。
矿区主体为一个四周被断层围限的轴向北西的向斜构造（图4.9.2），延长约10km，宽4km。
两翼地层倾角30°～40°。
由于后期构造和风化剥蚀残存的勐野井组分布面积仅10km2，盐体位于矿区中部次级背斜内，残存面积3.2km2，中央最厚达411m，向四周变薄尖灭，西北侧为断层F3所限，因断距大,盐体突然消失。
全区石盐层平均厚度196.4m，含NaCl平均71.67%，区内见盐深度最浅26m，最深901m，盐层表生淋滤带深度一般26～60m。
图4.9.2勐野井钾盐矿床岩相略图
1.钾盐+石盐分布范围；2.石盐分布范围；3.泥岩、粉砂岩夹泥砾岩和细砂岩，含石膏团块和石膏细脉；4.泥岩、粉砂岩夹泥砾岩和细砂岩，含碳酸盐胶结物和团块；5.扒沙河组砂岩；6.曼岗组；7.断裂；8.隐伏成盐同生断裂；9.岩相界线；10.钻孔位置（矿区共有钻孔88个，图中未全部标出）；11.盐泉；12.钾盐矿山据颜仰基资料，1982，略有修改）
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钾盐分布于石盐层中，界限不清，分布面积2.8km2，占石盐分布面积的80%。
全区有10个钾盐矿层，每个钾矿带含1～5个钾矿体。
累计厚度2～81m，平均厚30m。
钾矿层KCl品位一般5%～10%，全区平均8.81%，含NaCl62.14%，水不溶物23.35%；石盐钾盐矿层含KCl2.62%，NaCl70.64%，水不溶物22.95%。
钾盐层多在石盐层中分段富集成群，并多富集于厚度大、品位高、夹石少的盐层中、上部。
钾盐矿石有青灰色钾盐岩（占38.45%）、灰绿色泥砾质钾盐岩（占44.33%）及棕红色或杂色泥砾钾盐岩（占17.22%）。
主要矿石矿物为石盐、钾石盐、光卤石、钾镁盐，其他非盐类矿物有自生石英、黄铁矿、镜铁矿等。
该矿品位低、质量差，大规模开采尚有困难。
（二）青海察尔汗盐湖钾镁矿床
察尔汗盐湖是目前已探明的几大内陆盐湖之一。
盐湖东西长近200km，南北宽30km，海拔2670～3000m。
北部被祁连山系及其余脉环绕，南、东为昆仑山系，均是古老变质岩系及早古生代地层。
远离山前至盐湖地层由中下更新统的沉积物、洪积、冲积的砂砾岩、粉细砂和粘土等组成。
湖区是典型的高原干旱气候，年平均气温为0～1.4℃，年蒸发量大于降水量100多倍。
湖区外围多处分布有早中更新世湖相地层（Q1+2），证明第四纪早期是柴达木古湖的一部分。
察尔汗盐湖地表为干盐滩所覆盖，仅在干旱滩边缘分布着大小不等的9个卤水湖泊。
其中达布逊湖面积最大，还在沉积光卤石，其他湖泊主要沉积石盐。
干旱滩之下是结构松散的多孔石盐（孔隙度25%～27%），孔隙间充满晶间卤水，潜水位0.05～1.5m。
从全区看，达布逊湖水位是最低的，因此晶间卤水总是缓慢地流动补给。
晶间卤水面以下普遍有光卤石、钾石盐等钾盐矿物。
湖的南岸受格尔木河三角洲的影响，粉砂、亚粘土沉积物和部分细碎屑层，伸入干盐滩内，与石盐层构成相间的沉积韵律，反映成盐期内湖区气候以干旱为主，但也有间断的潮湿气候变化。
经勘察和研究发现，5800km2的干盐滩是多期逐次形成的。
盐湖浓缩的早期，卤水湖泊面积大，干盐滩只是在湖区北部边缘出现，随着湖水面积向南收缩，干盐滩从北向南逐步扩展，覆盖了湖区的大部分。
整个湖区按构造、石盐层分布等特点划分为4个区段，自西向东：
别勒滩区段（300勘探线以西）、达布逊区段（300～176线）、察尔汗区段（176
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