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大洼地硝酸钾盐矿床位于罗布泊干盐湖的北头，是大洼地与罗布泊分离后形成的全封闭的“死湖”，是依靠残留湖水，进一步浓缩结晶形成固液并存的硝酸钾矿床。区内分布着潜层卤水矿体（3个）和承压卤水矿体（2个）各一层，共计5个矿体。其中潜卤水矿体主要赋存在第四系全新统盐湖相化学沉积内，承压卤水矿体主要赋存在古近系一新近系桃树园子组的含盐碎屑沉积中。