哈萨克斯坦中东部地壳形成和演化可以归纳为以下阶段：①大洋扩张阶段：晚里菲期的裂解和寒武纪—早奥陶世的扩张，形成了哈萨克斯坦地质构造的骨架，其总体特征一直保留到现今。②大洋俯冲消减阶段：中奥陶世中期，叶列缅套-布伦套带和前成吉斯带俯冲消减，到志留纪末期，哈萨克斯坦变成统一的陆块。叶列缅套-楚伊犁构造带分成为北部叶列缅套和南部楚伊犁两部分。③造山阶段：早泥盆世—弗兰西斯期形成大规模磨拉石建造，同时伴随着大规模泥盆纪岩浆活动，形成“外部火山岩带”。④伸展阶段（法门期—早二叠世）：形成大面积分布的碳酸盐-陆源沉积物地层，且伴随强烈的双峰式岩浆活动，形成所谓的“内部火山岩带”。
中哈萨克斯坦北部和东部含寒武纪三叶虫化石的地层是典型的陆源-火山岩沉积。伊希姆-卡拉套拗陷从晚里菲期至中奥陶世初连续不断地堆积深海碳酸盐-泥质-硅质沉积物。仅在晚里菲期裂谷阶段沉积了碎屑岩地层。在中-晚奥陶世，拗陷被复理石充填，局部见火山岩。楚伊犁和叶列缅套-尼亚兹地区发育里菲期石英砂岩地层。科尔沙巴克特河沿岸的上寒武统地层剖面作为寒武系上统的标准剖面。小卡拉套硅质-碳酸盐岩地层剖面含三叶虫化石。中晚奥陶世复理石建造覆盖其上。哈萨克斯坦中部马蹄形岩浆-构造带（即环巴尔喀什岩浆岩带，见图1.2，图1.5）的外部从寒武纪到奥陶纪增长，内部从泥盆纪到石炭纪增长。该地区保存着许多早古生代洋壳残片。哈萨克斯坦中部蛇绿岩带普遍包含由中奥陶世深海沉积物和火山岩组成的古洋壳顶层。晚奥陶世造山运动很大程度上确定了哈萨克斯坦中部的大陆环境，广泛分布的泥盆纪—早石炭世火山-深成岩带是大陆岛弧的产物。
环巴尔喀什地区形成了众多世界级铜矿、金矿和银多金属矿床（图2.1）。许多矿床都经过多期成矿过程叠加改造。造山运动早期形成了斑岩型铜-钼矿和矽卡岩-热液型重晶石多金属矿床，造山后期形成了稀有金属矿床，伸展环境中先形成层控铁-锰矿和重晶石多金属矿床，之后形成砂岩铜矿和铀矿。巴尔喀什湖北岸的大型矿床包括热液型金-银-钨-锡矿床、矽卡岩-斑岩型矿床、斑岩型铜钼金矿床、浅成低温热液型金、银、稀有金属矿床。这些斑岩矿床均受石炭纪—二叠纪次火山岩-侵入岩控制，成矿作用主要发生在晚石炭世—早二叠世。类似中国北天山的阿希-京希-伊尔曼德金矿矿集区以及西准噶尔的哈图-宝贝金矿矿集区，巴尔喀什湖北岸的Dollinoye、Arkharly、Taskora-Sharyk-Muzbel是典型陆相火山-热液型金矿矿集区。中国北天山的莱历斯高尔、肯登高尔和达巴特等斑岩铜-钼-金矿、阿吾拉勒山与晚石炭世—二叠纪火山-侵入体有关的岩浆-热液型金-铜矿床与哈萨克斯坦中东部地区的成矿带存在可比性。
在巴尔喀什-西准噶尔地区，通过地质对比研究，可以厘定出如下几个主要构造-地质带（图2.2）：斋桑-额尔齐斯晚古生代造山带、扎尔玛-萨吾尔晚古生代造山带、成吉斯-塔尔巴哈台奥陶纪岛弧带（与塔尔巴哈台-谢米斯台铜-金-钨-铬多金属成矿带对应）以及其南侧的巴尔喀什-西准噶尔晚古生代造山带（含早古生代的蛇绿混杂岩以及相关复理石建造的上叠盆地（何国琦等，2007；Zhu等，2011）。该上叠盆地中至少可以识别出两个成矿带（托克劳-巴尔鲁克铜-钼-钨多金属成矿带、巴尔喀什-西准噶尔铜-钼-金-铬成矿带）。
图2.1 巴尔喀什地区的矿床地质简图显示成矿类型与成矿时代在空间上的变化规律
（据Heinhorst等，2000）
巴尔喀什地区寒武纪—奥陶纪在环巴尔喀什的外环形成了块状硫化物型矿床和各种铜-金矿床，志留纪—泥盆纪形成了钨锡钼-铜-金矿床，石炭纪—二叠纪在环巴尔喀什的内环形成了规模巨大的斑岩型铜-钼-金矿床（表2.1）、热液型钨-金-铜矿床和与碱性岩浆演化有关的稀有-稀土金属矿床。在空间上由外向内，时间从早古生代逐渐变化到晚古生代，矿床类型从块状硫化物型演化到斑岩型—矽卡岩型—中低温热液型，成矿环境从海底演化到大陆边缘，并最终发展到大陆裂谷。
巴尔喀什-准噶尔成矿省主要由以下成矿带组成：①扎尔玛-萨吾尔成矿带，②塔尔巴哈台-谢米斯台成矿带，③阿科斗卡-巴尔鲁克成矿带，④巴尔喀什-西准噶尔成矿带。环巴尔喀什-准噶尔成矿省东北以斋桑-额尔齐斯成矿带与阿尔泰成矿省相邻，西南侧以莫因特-阿拉套-赛里木成矿带与楚伊犁-天山成矿省相邻（图1.6；表1.1）。
塔尔巴哈台山南缘分布着一些海相块状硫化物型铜多金属矿床，如Mizek和Kosmurun矿床，这些块状硫化物矿床呈北西方向排列，与奥陶纪蛇绿岩伴生，成矿作用与奥陶纪古亚洲洋扩张密切相关。塔尔巴哈台山东延进入中国新疆塔城地区，在塔城北山发现的早奥陶世蛇绿混杂岩（朱永峰等，2006）表明，塔尔巴哈台海底喷流型块状硫化物成矿带有可能与蛇绿混杂岩带一起东延进入中国新疆。
表2.1 环巴尔喀什地区斑岩型矿床的主要特征
注：Py—黄铁矿；Cp—黄铜矿；Mo—辉钼矿；Bn—斑铜矿；Cc—辉铜矿；Cv—铜蓝；Tt—砷黝铜矿；Sph—闪锌矿；An—白铁矿；Gal—方铅矿；Co—辉钴矿；Hem—赤铁矿；Mt—磁铁矿；Au—自然金。据李光明等，2009，有修改。
图2.2 巴尔喀什-西准噶尔成矿省地质构造简图
近年在科翁纳德斑岩铜矿的西北部和东南部也发现了多个中小型斑岩型铜矿。例如，Koksai（克科赛）和Borly（博尔雷）斑岩型矿床分别位于科翁纳德铜矿东南约400km处和西北约50km处。克科赛矿床与侵入下石炭统英安岩-流纹岩-凝灰岩-凝灰质砂岩中的斑岩有关，这些地层不整合覆盖在志留系基底上。矿体为透镜状，延深1000m以上，常见矿物包括黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、斑铜矿和辉钼矿。蚀变包括硅化、石英-绢云母-氯化物阶段和方解石-重晶石阶段。博尔雷矿床赋存在石炭纪Borlinksy岩体内。该岩体侵位于下石炭统流纹岩-英安岩-凝灰岩中，并被上石炭统英安岩-粗面英安岩-安山岩-熔结凝灰岩覆盖。博尔雷矿床的主矿体长800m，厚度变化巨大（15～340m），主要蚀变为石英-绢云母并伴随碳酸盐化。硫化物包括黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿、黝铜矿、砷黝铜矿、方铅矿、磁铁矿、斑铜矿、辉铜矿和磁黄铁矿。
环巴尔喀什地区的地质演化与成矿作用具有很好的耦合性。尽管在单独岩浆系统中壳-幔组分比例变化很大，大部分岩石有相似的+εNd值。包括中国新疆在内的中亚造山域广泛分布的晚古生代岩浆岩（包括花岗岩和辉长岩）具+εNd值（韩宝福等，1997；周涛发等，2006；朱永峰等，2006；Han等，1997；Kovalenko等，2004），这也是中亚成矿域的重要特征。环巴尔喀什地区斑岩铜矿成矿时代跨度巨大（奥陶纪—二叠纪），主要斑岩铜矿成矿集中于石炭纪。从巴尔喀什向北，斑岩铜矿成矿时代有变老的趋势（图2.3，李光明等，2009）。在斑岩铜矿的外围常与之伴生着矽卡岩型铜矿或浅成低温热液型金-银矿床，与斑岩型铜-钼-金矿床构成统一的成矿体系。斑岩-矽卡岩成矿体系以萨亚克矿集区为代表，斑岩-浅成低温成矿体系以萨马尔斯克矿床为代表。
图2.3 中哈萨克斯坦斑岩型铜矿时空演化趋势示意图
（据Daukeev等，2002；李光明等，2009）
1—玄武岩；2—陆源碎屑岩；3—基性火山岩；4—中性火山岩；5—酸性火山岩；6—粗面岩；7—凝灰岩；8—层凝灰岩；9—粗面安山岩；10—灰岩；11—泥岩；12—粉砂岩；13—砾岩-粉砂岩；14—砾岩；15—超基性岩；16—斜长花岗岩-花岗闪长岩-闪长岩-辉长岩；17—闪长岩-花岗闪长岩；18—花岗岩；19—斑岩铜矿
依据科翁纳德、阿科斗卡和Bozshakol（博舍库利）斑岩矿床的蚀变矿化模式（Zhukov等，1991，1995；Daykeev等，2002，图2.4），主要的蚀变分为两个阶段：碱性蚀变阶段和酸性蚀变阶段，前者代表的是递进蚀变，而后者则代表了退化蚀变。