哈萨克斯坦的地质和成矿特征
第一节 地质研究程度
哈萨克斯坦的地质研究和矿产勘查程度较高，早在前苏联时期就进行了大量的地质、地球物理和地球化学调查与研究工作。目前，全境已完成1：20万比例尺的地质测量，60%以上的国土进行了航空磁测和航空重力测量，未被新生代沉积物覆盖的地区几乎全部进行了1：5万比例尺地质测量。特别是重要的成矿区带，基本上都进行过系统的、有计划的多学科综合研究，多次进行了大比例尺地质填图和深部地质填图。
为了寻找深部隐伏矿床，查明地壳的结构和构造，在哈萨克斯坦完成了大量深部地质研究工作，1957—1992年，深部地震测深剖面总长度超过3万km（图2-1），通过这些工作，积累了大量地质资料，提高了地质研究程度，加强了对哈萨克斯坦地质特征和成矿规律的认识，不断有新的重大发现。
第二节 地质和成矿特征
按照传统的大地构造观点，哈萨克斯坦可分为8个大地构造单元，它们是科克切塔夫—北天山褶皱系、钦吉兹—塔尔巴哈台褶皱系、准噶尔—巴尔喀什褶皱系、斋桑褶皱系、图尔盖—中天山褶皱系、乌拉尔褶皱系、海西后地台（包括滨里海盆地、图兰台坪、西西伯利亚地台的南部边缘和图尔盖坳陷）和戈尔内阿尔泰褶皱系（图2-2）。
1．科克切塔夫—北天山加里东褶皱系
哈萨克斯坦的中部地带，从科克切塔夫市到北天山前山，都属于该褶皱系。该区内有4个槽间地块。这是最早封闭的地槽系，它的基底位置高。地槽与前寒武纪中间地块相重合。地块上局部有地台盖层。在寒武纪—早奥陶世地槽早期阶段堆积了很厚的细碧岩—辉绿岩和火山岩—硅质陆源建造，同时伴有基性岩和超基性岩岩体。在早期阶段未发生褶皱运动和斜长花岗岩及石英闪长岩侵入。在地槽的晚期（O2-3）阶段，在继承的或新生的坳陷里形成类复理石或者火山岩厚岩层。坳陷的闭合和奥陶纪的褶皱运动伴有花岗岩类岩基的侵入。
在早—中泥盆世（在近断裂带是中—晚泥盆世）产生地面条件下的斑岩建造和火山—沉积的磨拉石建造。在靠近准噶尔—巴尔喀什地槽系的边界地带，火山作用特别活跃，成为哈萨克斯坦一个重要的泥盆纪火山岩带。在晚泥盆世形成黑云母花岗岩和浅色花岗岩的巨大深成岩体，在法门期和早石炭世，以稳定的环境占主导地位，岩浆活动很弱，可以称为类地台岩浆作用。
该区大多数矿产与火山作用有关，区内有阿尔雷火山岩金矿、卡孜库都克和阿德尔火山岩型含金多金属矿，是寻找火山岩矿床的远景地区。
2．钦吉兹—塔尔巴哈台晚加里东褶皱系
该褶皱系分为两个地槽褶皱带。这里有初始火山岩和后地槽火山岩。地槽岩石剖面的下部是沿断裂出现的早寒武世玄武岩类和古断块上的两极分异火山岩。在晚寒武世和奥陶纪形成了中性火山岩和似复理石岩层。在志留纪坳陷内产生类复理石。褶皱运动开始于奥陶纪末，结束于志留纪末，以晚志留世的石英闪长岩、花岗闪长岩的侵入而告终。在泥盆纪形成造山期火山岩—磨拉石组合和与其相伴的浅色花岗岩、花岗闪长岩。该褶皱系包括钦吉兹—塔尔巴哈台成矿带，主要有黄铁矿多金属矿床。
3．准噶尔—巴尔喀什加里东—海西中期褶皱系
该褶皱系位于乌拉尔—蒙古褶皱带内部。在晚寒武世—早奥陶世时产生近东西向深断裂带，出现初始玄武岩和超铁镁质火山岩，形成地槽早期坳陷和其间的中间地块。在奥陶纪和志留纪形成内带的半优地槽坳陷（硅质陆源沉积和硅质沉积）和外带的冒地槽坳陷（类复理石建造、火山—沉积成因的“岛弧”建造及礁岩建造）。
准噶尔—巴尔喀什褶皱系在泥盆纪初才独立出来，它与相邻的加里东褶皱系的区别是在泥盆纪和石炭纪保持着地槽机制。西北部的地槽坳陷因中泥盆世褶皱运动（到吉维齐—弗兰期结束）而闭合。在法门期—早石炭世的近断裂上叠盆地里，在火山岩之上堆积了陆源硅质—碳酸盐沉积物。在晚期坳陷里发生中石炭世褶皱运动，因而褶皱系定型。当然，在残余坳陷里直到石炭纪末—二叠纪初还有海水。在古生代形成了滨巴尔哈什—伊犁火山岩带。在造山阶段侵入了花岗闪长岩、花岗岩、碱性花岗岩和白岗岩。本褶皱系包括巴尔喀什成矿区、乌斯品成矿区和楚—伊犁成矿带，具有各种各样的矿床，如铁矿、含铜斑岩、矽卡岩铜矿、石英脉—云英岩型钼钨矿，以及热液—沉积型、复成型和交代型的铅—锌矿。
4．斋桑—海西褶皱系
本褶皱系产生在大致为志留纪—早泥盆世的非褶皱基底上。褶皱系里的褶皱构造呈线形展布。地槽早期的张裂构造是恰尔斯克超基性岩内带；岩体受到后来构造运动的破坏。在西南部的半优地槽里形成了泥盆纪早期阶段的含硅质岩的陆源岩—安山岩—玄武岩建造；在地槽晚期阶段形成了多内昔—维宪期安山岩和类复理石岩层。东卡尔巴带是冒地槽，地槽早期产物是灰岩—砂岩建造和板岩建造，晚期产物是硬砂岩、类复理石和磨拉石建造。鲁德内阿尔泰带与东卡尔巴带之间是额尔齐斯挤压带。在鲁德内阿尔泰带的加里东基底上从艾斐尔期起堆积了火山岩建造（多金属矿床与其有关）；火山岩之上是类复理石层。在该褶皱系内广泛发育有二叠纪的辉长岩—闪长岩—花岗闪长岩和花岗岩岩基，以及石炭纪的闪长岩和辉长岩小岩体。本褶皱系包括额尔齐斯—斋桑成矿带。在褶皱系内，铁矿、黄铁矿多金属矿和稀有金属矿的矿床呈带状分布。
5．图尔盖—中天山加里东—海西晚期准地槽褶皱系
该褶皱系在古生代以准地槽机制占主导地位。这里有巨大的古老中间地块，加里东期杂岩是不厚的文德纪陆源沉积和寒武—奥陶纪硅质陆源沉积。只有奥陶系顶部的复理石较厚。加里东旋回在这里以轻度褶皱运动和花岗岩小岩体的侵入而告终。在早—中泥盆世出现喷发在地表的酸性和中性火山岩。海西期岩石组合开始时是吉维齐—弗兰期的陆源红色岩，继而是法门期—早石炭世碳酸盐岩。以后，有些地方堆积了造山期产物，并产生了火山岩带。瓦列列亚诺夫安山岩—玄武岩带在早—中石炭世形成；别里套—库拉马酸性和中性火山岩带产生在晚古生代。在这两条岩带里都伴有花岗岩类。该褶皱系包括图尔盖成矿带和乌拉尔成矿带的一部分，该带中有斑岩型铜矿、矽卡岩型铜矿、火山沉积型矿床，以及一些热液型和沉积型的矿点。
6．乌拉尔褶皱系
该褶皱系由前乌拉尔坳陷与滨里海盆地分隔开。褶皱系的结构呈带状，在其边界内可划分出奥里—伊列克斯、东穆戈查拉、后乌拉尔复背斜，在褶皱系的这些复背斜中出露有前寒武纪和早古生代的变质岩、火山岩和超镁铁质岩出露。褶皱系中还划分出了萨克马尔、泽列诺卡缅和伊尔吉兹等一系列复向斜，它们被志留纪、泥盆纪和石炭纪的火山岩和沉积层所充填，岩石被揉为褶皱，并被闪长岩、辉长岩和花岗岩类侵入体所切穿。
7．海西后地台
海西后地台位于哈萨克斯坦的西部，包括滨里海盆地和图兰台坪两个构造单元，它们被元古代、古生代、中生代的砂、粘土和碳酸盐海相沉积层所充填，总厚度达2.2km，具有大量岩钟状的二叠纪含盐层。在褶皱基底中可分出加里东和海西褶皱系，具有复向斜、复背斜和稳定的前寒武纪断块，它们不同程度地被古生代构造—岩浆作用改造过。最古老的太古代—早元古代岩石出露在褶皱带复背斜和前寒武纪断块的隆起中。
图兰台坪由古老岩体和褶皱系组成，被三叠纪、侏罗纪、白垩纪、早第三纪、晚第三纪和第四纪的未断错的沉积层的平缓盖层超覆，岩性主要是砂岩、粘土、灰岩、白垩、蛋白土、铁矿石及小厚度的河湖沉积。在曼格什拉克半岛出露有揉皱的二叠纪和早三叠世的沉积岩。
8．戈尔内阿尔泰褶皱系
该褶皱系大部分位于俄罗斯，只有一小部分在哈萨克斯坦的东北部。褶皱系中发育着中泥盆世和石炭纪的灰岩陆源岩石和弱酸性（少数为基性）的火山岩及花岗岩类侵入体。近年来，许多哈萨克斯坦的学者从地球动力学角度研究哈萨克斯坦的地质和成矿特征，图2-3就是按地球动力学观点编制的成矿图。下面作一简要叙述。
哈萨克斯坦大部分地区位于由古生代建造组成的乌拉尔—蒙古褶皱带，而西北部则为里菲期到现代的沉积物所覆盖的滨里海盆地。
乌拉尔—蒙古褶皱带在文德纪—二叠纪期间是一个稳定的大陆块，在加里东和海西造山运动期间出现多次构造运动，导致强烈褶皱、大量的火山作用和岩浆侵入。根据构造的性质和演化分为：哈萨克斯坦西部和西南部的乌拉尔—天山构造系、中部和东南部的哈萨克斯坦构造系、东北部的额尔齐斯—阿尔泰构造系。
现在的哈萨克斯坦东北部在文德纪晚期到寒武纪发展成为一个古洋壳，沉积有燧石、碧玉、碳酸盐等，并分布有辉绿细碧岩。在这个古洋盆以外的地方形成了裂谷型的杂岩，杂岩中含有玄武岩、炭质—硅质岩和碳酸盐岩，并常常有含有金属的沉积物。从中寒武世起出现岛弧火山作用（从玄武岩到流纹岩）和岩浆侵入作用（辉长岩、花岗岩和正长岩）。
奥陶纪形成了乌拉尔—南天山盆地和准噶尔—巴尔喀什盆地，这时期的典型建造是巨厚的类复理石地层和安山—玄武质火山岩。准噶尔—巴尔喀什盆地东部和东北部由火山弧构成，西部具有安山—玄武质火山作用带。乌拉尔盆地也是由岛弧火山作用带构成的。阿尔泰盆地在奥陶纪时出现了玄武岩、炭质—硅质板岩和碧玉岩组成的建造。阿尔泰更往东的地区沉积了巨厚的浊积岩。
志留纪的构造运动在乌拉尔—南天山和准噶尔—巴尔喀什两个洋盆之间形成了造山褶皱地块。在准噶尔—巴尔喀什盆地的中部沉积了大量硅质碎屑（陆源）沉积，而在盆地的边缘形成了复理石、玄武岩和安山岩，这里还出现了逆冲断片。乌拉尔地区在志留纪时因为构造运动，火山作用大大减弱了。
由于晚志留世的造山运动导致泥盆纪出现广泛的陆相沉积和陆相火山作用，分隔乌拉尔和准噶尔—巴尔喀什这两个古洋盆的地块大部分上升成陆地，在地块周围形成了以安山岩—玄武岩火山作用产物和巨厚的红色磨拉石沉积为特征的一个十分宽阔的地带。这时候在盆地中出现的是与志留系相类类的沉积型式。在中泥盆世，强烈的逆冲作用使准噶尔—巴尔喀什盆地的西部变成一个造山区，这个造山区有众多的玄武岩—流纹岩火山作用和花岗岩侵入，红色磨拉石分布也十分广泛，局部还沉积了海相含金属的粘土—碳酸盐和黑色页岩沉积物。在残留的盆地中广泛分布有泥盆纪的火山和沉积建造，现今在卡拉套山区、楚伊犁山，以及田吉兹、舒萨雷苏和图尔盖坳陷等地区均见有这类沉积建造，某些沉积建造中还含有盐类矿产。在乌拉尔地区中泥盆世开始了构造运动，导致某些盆地褶皱和封闭，而在其他地区则发生了海相沉积和水下火山作用。往东在伐累里亚诺夫带显示有岛弧火山作用，在哈拉绿岩带和额尔齐斯褶皱带之间的阿尔泰地区，深海槽的沉积以碧玉和玄武岩为特征。玄武岩和碧玉沉积也出现在岛弧环境的西部地区，而阿尔泰盆地的东部活动边缘鲁德内阿尔泰岛弧系在中部沿着额尔齐斯褶皱带往西南逆冲。哈萨克斯坦的钨、钼、锡、金、铜等矿产均与泥盆纪的火山岩和花岗岩有关，而含铜、铅、锌和金的硫化物则与安山岩和玄武岩相伴随。海西构造期起始于晚泥盆世（法门期）。在准噶尔—巴尔喀什盆地，玄武岩火山作用重新活动，由泥盆纪岛弧往南大约100—150km处出现了新的火山弧，这个火山弧系伴随有裂谷作用，形成如乌斯品、斯帕斯基等裂谷。在这些裂谷构造中形成了深水沉积，伴随有玄武岩—粗面岩—流纹岩和超基性岩，并且具有多金属和铁—锰矿化。中哈萨克斯坦西部的加里东褶皱带几乎全部为浅海所覆盖。
在法门期和早石炭世，乌拉尔和阿尔泰地区虽然陆相沉积不断增加，但是总体上还是连续不断地处于大洋演化阶段。在哈萨克斯坦西部和南部地区大洋盆以外的地段，早石炭世沉积了浅水碳酸盐以及交替出现的硅质碎屑和碳酸盐沉积。在陆相环境中沉积了含煤建造（卡拉干达煤田和埃基巴斯图兹煤田）及杂色含铜建造（杰兹卡兹甘）。在中—晚石炭世构造运动强度增大，导致古生界褶皱。主要构造运动阶段出现在晚石炭世晚期，导致了褶皱、造山和花岗岩侵入。哈萨克斯坦中部和东部的许多金属矿床就与花岗岩侵入有关。
在二叠纪和三叠纪，陆相火山作用十分活跃，这时形成了贝尔套—库拉马西火山带和巴尔喀什—伊犁（或滨巴尔喀什—伊犁）东南火山带。二叠纪时期，在舒萨雷苏洼地西部形成了杂色磨拉石，而在东哈萨克斯坦和东北哈萨克斯坦的某些地堑中沉积了含煤建造，如肯达连克煤田和帕夫洛达尔煤田。在早三叠世，某些地区出现了白岗岩或碱性花岗岩侵入，在图尔盖洼地和额尔齐斯地区发生了玄武岩质的暗色岩喷发。乌拉尔—蒙古褶皱带结束了构造—岩浆演化，转变成一个稳定的陆块——年轻的地台。
中生代和新生代期间，乌拉尔—蒙古褶皱带的西部和北部覆盖了2—5km厚的海相和陆相地台沉积物，石油、磷块岩、煤、铁、锶、铝土矿等多种矿产资源都与这些沉积物有关。