封闭型内陆盆地卤水在演化过程中受外界水体补给影响,盐湖水化学类型产生了很大的差异,其中硫酸镁亚型盐湖卤水的形成对钾盐沉积和富钾硫酸盐矿物的形成至关重要。钾盐镁矾和软钾镁矾这两种镁钾硫酸盐矿物在硫酸镁亚型盐湖的盐类沉积中均有分布,但目前对其形成原因和沉积过程尚不明确。再者,在利用硫酸镁亚型盐湖卤水资源生产钾肥过程中,镁钾硫酸盐矿物的出现对其生产操作产生影响,导致企业产品品位、收率下降和高温无法正常生产等问题,其影响行为悬而未解。本论文以相化学基础理论为依据,通过化学模拟过程,采用XRD、SEM、FTIR、同位素D示踪等技术手段,系统开展镁钾硫酸盐矿物形成过程机理研究。在硫酸镁亚型盐湖体系下,伴随着光卤石矿物的不一致溶解,MgSO₄存在再结晶现象,表现在泻利盐矿物有着溶解结晶过程,SEM表征为细粒、菱形完整晶体形貌,FTIR结果显示D-O键(2500cm^-1)特征峰明显。钾盐镁矾矿物是由光卤石、泻利盐和石盐等矿物在水介质参与下矿物之间的转化形成,且与形成条件与温度有关,高于20℃有利于形成,而低于10℃不会生成。钾盐镁矾矿物的形成受光卤石不一致溶解和泻利盐溶解结晶两方面的驱动影响,其形成过程为:（a）光卤石的分解产生细粒钾石盐和高MgCl₂溶液,（b）MgSO₄在高MgCl₂溶液中再结晶,（c）细粒的钾石盐和重结晶泻利盐具有很高的活性,两者相遇发生反应转化生成钾盐镁矾矿物。SEM表征钾盐镁矾具有很好的粒状晶体形貌特征,FTIR结果显示D-O键(2500cm^-1)特征峰明显。通过对企业盐田天然日晒蒸发矿微区分析形貌学和矿物学研究,认为泻利盐的失水行为影响分解溶液水平衡,使工艺水量计算产生误差,导致分解过程钾收率偏低。光卤石和泻利盐的粒度差异不利于分解溶液相平衡,造成杂质矿物（如泻利盐和石盐）在盐析作用下析出,与氯化钾产品颗粒团聚,继而降低钾产品品位。对企业生产得到的初级产品矿物学研究发现:（a）光卤石分解过程中,具有高活性特征的重结晶细粒泻利盐矿物与细粒氯化钾团聚,使浮选药剂用量增大甚至失效;（b）操作环境温度高时（高于20℃）,细粒重结晶泻利盐与钾石盐反应转化生成钾盐镁矾,导致产品氯化钾品位和收率大幅降低。根据Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^–,SO₄^2--H₂O五元体系25℃介稳相图,通过光卤石和无水芒硝在水介质条件下的化学模拟反应,证实了光卤石矿物与无水芒硝矿物在水体作用下转化为软钾镁矾矿物的形成过程。在过程I中,光卤石矿物在水介质作用下转化为钾石盐矿物;过程II中,无水芒硝矿物在高镁流体作用下转化为泻利盐矿物;过程III中,钾石盐矿物和泻利盐矿物在水流体作用下转化为软钾镁矾矿物。已有青海大浪滩盐湖XY-1沉积剖面研究显示,盐类沉积过程中伴随着碎屑沉积,尤其是软钾镁矾出现之前碎屑含量很高,并具韵律性变化。本论文依据软钾镁矾矿物经由光卤石和芒硝转化而来的形成过程,对大浪滩盐类沉积过程和形成机制进行分析后认为:镁钾硫酸盐不是从卤水中直接蒸发析出形成,而是在水体作用下矿物相之间的分步转化形成。大量的碎屑沉积指示有外来水体的补给,这个过程使得先前沉积的光卤石和芒硝遭受溶解,继而出现了钾石盐和泻利盐矿物,在水介质参与下部分钾石盐和泻利盐反应转化生成软钾镁矾。在全新世大暖期的地质背景下,钾石盐和泻利盐反应转化形成钾盐镁矾。这与XY-1沉积剖面盐类矿物组合分布相符合。本论文首次基于水盐体系的化学模拟过程,利用矿物相之间转化的定量关系,研究了镁钾硫酸盐矿的形成过程,并结合已有地质剖面进行了分析探讨。研究成果对于进一步认识柴达木盆地盐湖区镁钾硫酸盐矿物的形成机制和模式具有重要意义,为类似盐类沉积矿床开展相关地球化学模拟过程提供新的研究途径。