中国的钾盐资源非常缺乏。世界上大型的钾盐矿床主要赋存于古代海相蒸发盐盆地中,如加拿大中泥盆统的萨斯喀彻温钾盐矿床以及俄罗斯早寒武世的涅帕钾盐矿床。中国拥有多个古代海相蒸发盐盆地,因此寻求海相找钾的突破,是解决钾肥困局的好方法。陕北盐盆是世界上唯一的奥陶纪成钾显示盆地,也是我国寻找古陆表海型大规模钾盐矿床的首选盆地。本文依据陕北奥陶纪盐盆的主干钻井、露头剖面资料和地震资料,开展岩石地层、古生物地层和层序地层综合研究;依据盐系地层发育情况,结合地震,绘制马五6亚期古构造图;运用X-衍射和地球化学方法分析高含钾层位粘土样品,研究马五6亚期成钾古环境。鄂尔多斯盆地奥陶系中东部和西南部岩石地层差异明显。通过牙形石对比研究,鄂尔多斯盆地西南缘奥陶纪地层连续发育从中奥陶世大坪期至晚奥陶世凯迪期的地层,中东部发育从大坪期到桑比期的。在此基础上建立鄂尔多斯盆地奥陶系综合地层格架,将马家沟组马一至马五段归入中奥陶统,马六段划为上奥陶统桑比阶,西南部三道坎组、桌子山组、克里摩里组、乌拉力克组和拉什仲组下部归入中奥陶统,拉什仲组上部和公乌素组归入上奥陶统。陕北盐盆马家沟期经历了三次大的海侵-海退旋回,三次海侵期中马六期海侵最小,只在盆地东部边缘发育;马二期居中;马四期海侵达到最大。三次海退期中,马三期时陕北盐湖范围相对稍大。陕北盐盆马家沟组6个岩段可以划分成4个淡化→咸化Ⅳ级含盐韵律。钾石盐多见于马五6亚段地层中,其顶底板多与泥质岩接触。盐盆东部盐层顶底板岩石中泥质含量较高,盐盆西部多数钻井盐层均以白云岩、膏岩和灰岩为顶底板。通过16 口探井岩心资料结合地震资料编制了陕北盐盆马五6亚期古构造图,揭示了“两坳一隆”的古构造格局,进一步可以划分出5个盐凹,其中东二盐凹含钾显示最好。绥钾1井马五6亚段发育上、中和下段三段石盐层,上段厚度最大。矿物组合为石盐、黏土矿物、硬石膏、白云石、石英以及少量钾长石;黏土矿物组合为伊利石和绿泥石,以伊利石为主。K+的含量在0.08%-1.24%之间,平均为0.23%,Br×1000/Cl在0.17-0.98之间,平均为0.5,达到钾石盐-光卤石沉积阶段,并超过已知三口见钾探井。上盐段沉积时为半干旱-干旱气候、半深水盐湖、较高还原程度,中盐段为干旱-半干旱气候、深水盐湖、高还原程度。反映了绥钾1井上盐段的成钾环境优于中盐段。