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自第三纪末以来，塔里木盆地西部抬升，而东部的罗布泊则下降成为该地区的最终汇水区。第四纪早更新世--中更新世早--中期，罗布泊为统一大湖，出现淡--微咸至咸水环境；至中更新世晚期，北部开始进入盐湖环境；中更新世末期，由于新构造运动，罗布泊北部大部分抬升露出水面，同时分隔出罗北凹地等次级盆地。此后，罗北凹地主要受南部大湖区湖水的周期性上升补给。因为该区气候干旱，湖水带入的物质组分经蒸发浓缩后得以保存下来，钾等成矿物质不断聚集，最后富集成矿。