白垩纪至古近纪时期,全球钾盐成矿主要集中在特提斯域。晚白垩世至古近纪早期,塔里木盆地属于特提斯域北支,即副特提斯海范围;库车盆地是塔里木盆地的次级盆地,位于其东北部,并属于中亚古盐湖链的一部分,是中国钾盐重点勘查区域之一,长期以来受到广大地质学家的关注。然而,至今,库车盆地找钾勘查投入不足,因此没有取得重要的实质性突破,这与很多影响库车盆地成钾的重要因素没有查清有关,如古海水和古盐湖卤水温度有多高?成盐物质的来源?古卤水蒸发浓缩程度如何?这些问题尚未研究清楚,是亟待查明的重要科学问题。为此,本文通过开展野外地质调查、岩石学和矿物学特征、沉积地球化学及同位素地球化学等手段,对盐类矿物和钾盐矿物、钻孔岩屑地球化学、石盐地球化学及石盐包裹体组分进行分析,还原古卤水化学演化信息、定量地重建古水温信息、查明各地层成盐物质来源、探讨古卤水蒸发浓缩程度。在此研究基础上,对库车盆地古近纪成钾远景进行评价,从而提出有利成钾层位。首先,蒸发岩地层中发现了钾盐或含钾矿物。其中,中始新统上部DZK01井发育的钾盐或含钾矿物包括含钾钙芒硝、钾石膏、杂卤石和钾石盐;中始新统上部KL4井发育的钾盐或含钾矿物包括原生和次生钾石盐、钾石膏、钾芒硝和含钾石盐石膏;中始新统温宿盐场发育的钾盐或含钾矿物包括钾石膏和杂卤石。结合多口钻孔沉积地球化学特征,KL4井上部、QL1井上部和DZK01井均显示了有利含钾层段。其次,碳酸盐岩氧同位素恢复早古新世海水温度介于12.3～38.2℃;早始新世海水温度介于41.2～60.5℃。QL1井石盐原生流体包裹体均一温度恢复早始新世盐湖卤水温度,其变化范围为32.7～57.8℃,且高温层段与上始新统（QL1井）上部的高钾离子层段对应;基于KL4井、DW1井、DZK01井和温宿盐场石盐原生流体包裹体的研究,中始新世水温变化范围分别为 23.4～41.6℃、24.2～43.1℃、36.2～54.1℃和 34.6～37.3℃,且中始新统（KL4 井）上部高温层段与该井上部含钾层段对应,中始新统（DZK01井）高温层段与析出的钾镁盐矿物对应。另外,石膏/硬石膏硫同位素组成特征指示塔拉克剖面古新统石膏岩具有海相来源特征,小库孜拜剖面下始新统石膏岩具有海一陆交互相来源特征,中始新统（DZK01井）硬石膏岩具有一定海源补给的沉积特征,该钻孔地表中新统克拉苏剖面中新统石膏岩具有陆相来源特征。与下始新统硫同位素样品对应的原生石膏岩,其87Sr/86Sr比值分布范围也指示其兼有海源和陆源的特点,说明下始新统原生石膏岩为海水和陆源水混合成因。最后,石盐包裹体氢氧同位素和石盐氯同位素特征指示古卤水经历了强烈的蒸发浓缩作用。虽然经历了多次短暂性的淡水混入,但随着古盐湖持续蒸发浓缩并没有影响钾镁盐矿物在多个层段的析出。总之,库车盆地古新世—始新世盐湖在副特提斯海海水补给、高温“时间窗”、高蒸发量的条件下演化,加之,多个层段析出的钾镁盐矿物和指示成钾有利的地球化学特征系数,提出早始新统上部和中始新统上部为两个有利成钾层位。