研究区位于新疆准噶尔盆地东北缘，20世纪70年代以前按传统地质学观点，划为准噶尔地块、外准噶尔地槽、阿尔泰地槽和天山地槽4个大地构造单元。70年代以后，按板块构造理论，或划分为西伯利亚板块，或划分为哈萨克斯坦板块。即使划分为同一板块，在具体细节上仍有所不同。
一、深大断裂带
裴伟在1945～1956年间对深断裂作了详细、全面、系统的研究，首次提出了深断裂的明确定义，并把这一概念用于地槽研究中。同时，指出了深断裂具有长期性和继承性发展特征及其对地壳构造发展和各种地质作用的控制意义。
50年代以来，张文佑等人先后把深断裂概念引入和应用到中国大地构造研究中来，强调深断裂对大地构造发展的重要作用，1974年明确提出断块构造系统，并据此来进行中国大地构造分区和阐明其发展特征。
岩石圈最基本的结构特征是垂向分层、横向分块。不同级别或深度的断裂，将岩石圈划分成不同规模的块体。其中深大断裂具有切割深度大、空间延伸远、发育历史漫长的特点，其作为一、二级构造单元界线，控制了不同构造单元的沉积作用、构造变形和变质作用；深大断裂强烈的构造-热动力作用，开辟了深部岩浆流体的上升通道和定位空间，促使不同构造层次的物质活化和重组，从而影响和制约了各种矿产的形成和分布。综合地质地球物理资料分析，新疆北部深断裂共有20条（图1-1），现择其代表性断裂加以叙述。
图1-1 新疆深断裂分布图
1—超岩石圈断裂；2—岩石圈断裂；3—壳断裂；4—推测断裂；5—隐伏断裂；6—断裂编号
（一）额尔齐斯断裂⑥
位于本区北部，处于重力异常梯度陡变带上，为一个超岩石圈断裂。在东、西两端（延向哈萨克斯坦和蒙古境内）出露规模较大的蛇绿岩套，在我国境内断裂北侧的中泥盆统阿勒泰镇组和上石炭统喀喇额尔齐斯河组中发现较多的硅质岩、中基性火山岩，并有似层状超基性岩平行层理产出。南侧的中泥盆统北塔山组中也具有不甚典型的蛇绿岩建造。在富蕴县沙尔布拉克一带，由辉长岩、基性岩墙群、枕状熔岩、放射虫硅质岩等组成，顶部为复理石沉积。锡泊渡一带，由基性熔岩（橄榄玄武玢岩）、碧玉岩等组成。深断裂两侧岩石变质程度明显不同，北侧上石炭统喀喇额尔齐斯河组遭受低角闪岩相区域动力热流变质，南侧中泥盆统北塔山组遭受葡萄石-绿纤石相埋深变质，显示双变质带的某些特点。断裂总体走向300°，其东南段走向290°，西北段走向310°，呈略向南西突出之弧形，断裂向北东倾，倾角60°～70°。带内构造变形强烈，以韧性变形为主，糜棱岩带广泛发育，晚期表现为逆冲推覆性质。
该断裂还是一条现代活动性很强的断裂，历史上发生过深源地震：1931年曾发生8级地震，1956年5月21日发生过5.5级地震，震源深度88km，为一条形成于古生代或更早的长期活动的深断裂。
（二）博罗科努—阿其克库都克断裂（20）
位于本区南部，处于重力异常梯度陡变带上，为一个超岩石圈深断裂。总体上呈北西—东西—北东向展布，呈微向南突出之弧形，在中国境内全长1400km，断层面总体向南倾，倾角50°～80°。在阿奇山到雅满苏一带，地貌上形成南高北低的断层阶地，航、卫片上反映明显。沿断裂带有狭长凹地、干谷盐池地和一系列长形断陷盆地分布，其中沉积有厚达千米以上的中、新生代及二叠纪地层，同时还分布有大小不等的长条状古生代基性—酸性侵入岩。断裂带东段阿拉塔格一带见有混杂堆积；中段北侧巴音沟一带出露完整的中石炭世蛇绿岩套剖面；西段及其以北为一现代热泉异常带，有40℃的温泉多处。
在深断裂上有不同宽度（几十米至数公里）的挤压破碎带，地表与钻孔中均可见到大量的糜棱岩、碎裂岩、擦痕及强烈揉皱的各种片理化岩石以及褪色变质现象。
从该断裂所控制的地层及侵入体的时代来看，早古生代以前就已形成，并且多次活动，有些地方还切割了第四纪的沉积物。该断裂1906年12月23日发生过8级地震，震源深23km,1944年3月10日发生过7.2级地震，震源深27km，亦为一条长期活动的深断裂。
（三）阿尔曼泰断裂⑧
呈北西-南东向延伸，西段呈北西西向，断面向西南倾，倾角60°左右，位于重力异常梯度陡变带上，为一个岩石圈断裂。断裂控制了泥盆纪蛇绿岩套的分布，该蛇绿岩带由扎河坝-阿尔曼泰超基性变质橄榄岩、少量铁镁质堆积杂岩、辉长岩、辉绿岩，具枕状构造的基性熔岩和放射虫硅质岩等组成。经多次构造侵位，并受变形作用，蛇绿岩套被肢解，呈冲断片分布于断裂带上，带内可见华力西早期、中期酸性及中基性岩充填。西北段扎河坝煤矿一带切割了中石炭统，岩石产生透镜体化、糜棱岩化和小褶皱。
沿断裂带点状和线型金及多金属化探异常点发育，对金及多金属成矿具明显的控制作用。地貌上可见西南侧高东北侧低的断层陡坎。1954年2月19日在北塔山断裂带上发生过5.2级地震。为一长期活动的深断裂。
（四）卡拉麦里断裂（14）
呈北西—南东向延伸，南东段略呈弧形。物探成果证明，断裂两侧重力、磁性、波速均有明显差异，为一岩石圈断裂。断层面总体向南西陡倾，沿断裂有华力西期花岗岩侵入及蛇绿混杂岩分布，晚期的碱性花岗岩切割早期花岗岩和辉绿岩墙。蛇绿混杂岩恢复后再现的层序自下而上有变质橄榄岩、堆晶异剥橄榄岩、堆晶辉长岩、海相基性熔岩以及深海沉积物——放射虫硅质岩。深断裂两侧构造线方向不协调，北东侧褶皱带为北西向，南西侧褶皱带为近东西向。两侧地层建造差异大，北侧为优地槽型沉积，蛇绿岩套发育，化石稀少；南侧为冒地槽型建造，多为滨海—浅海相或陆相，化石丰富。断裂带亦具韧性剪切变形，以断续的狭窄糜棱岩化带为特征。据统计，东准地区84%的金矿（化）点分布在此深断裂带上，可见该断裂对金、多金属成矿具明显的控制作用。
1948年7月27日，曾发生过5级地震。该断裂形成于早古生代，强烈活动于晚古生代，为一条长期活动的深断裂。
（五）达尔布特断裂（12）
断裂呈北东55°～235°方向延伸，全长近百公里，为一岩石圈断裂。断面沿走向微有弯曲，倾向北西，倾角80°左右，或近直立。沿断裂破碎带发育，一般宽50～100m，动力变质的片理化带宽达4km。该断裂对蛇绿岩的控制作用极为明显，蛇绿混杂岩体呈断片分布于大断裂的北侧分枝断裂上。地貌上见有直线状沟谷和构造阶梯，南高北低，高差2～50m不等。
该断裂形成于石炭纪，以后又多次活动，以至切割了上更新统—全新统沉积层，并于1940年2月2日在该断裂带上发生过5.7级地震，表明其亦为一长期活动之断裂。
此外尚有物探资料证实的准噶尔南缘隐伏断裂⑩和吐-哈隐伏断裂
二、板块构造单元的划分
据肖序常（1992）研究，以达拉布特-卡拉麦里缝合线为界，新疆北部可分为西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块。其中西伯利亚板块大体以额尔齐斯断裂和阿尔曼泰断裂为界，可以进一步划分为3个二级构造单元，即阿尔泰陆壳板段（IA），准噶尔晚古生代早期活动大陆边缘板段（IB）和准噶尔晚古生代早期洋壳板段（IC），研究区包括后面两个二级构造单元（图1-2）。
（一）准噶尔晚古生代早期活动大陆边缘板段（IB）
该板段是我国境内西伯利亚板块中一个最大的二级构造单元。该单元内未发现前震旦纪结晶基底出露，下伏地壳以过渡型地壳为主要特征。按其沉积建造组合特征还可以划分为两个较大的三级构造单元，位于北带的称做布尔津—阿尔曼泰晚古生代早期弧后盆地（IB-2），主要由该期弧后盆地蛇绿岩、弧后盆地火山沉积岩系组成。南带称做和布克一三塘湖晚古生代早期岛弧（IB-3），主要由该期岛弧沉积构成，以发育钙碱性侵入岩为特征。此外，于晚古生代中期，当晚古生代准噶尔大洋转化成残留海盆之时，沿额尔齐斯断裂带南缘一线发生拉张，形成喀拉通克晚古生代中期裂陷槽（IB-1），在裂陷槽中有源自地幔的基性、超基性杂岩体侵位于裂陷槽沉积建造之中，其中富含块状铜、镍硫化物，形成新疆境内最大的喀拉通克铜、镍矿床。
图1-2 新疆北部大地构造略图
（据肖序常，1992）
1—缝合线；2—裂谷；3—裂陷槽；4—2级构造单元界线；5—盆地；6—1级构造单元代号；7—2级构造单元代号；8—3级构造单元代号
Ⅰ 西伯利亚板块
Ⅰ A 阿尔泰陆壳板段
Ⅰ A-1 阿尔泰早古生代陆坡沉积区
Ⅰ A-2 额尔齐斯晚古生代中期拉张陆缘岩浆带
Ⅰ B 准噶尔晚古生代早期活动大陆边缘板段
Ⅰ B-1 喀拉通克晚古生代中期裂陷槽
Ⅰ B-2 布尔津—阿尔曼泰晚古生代早期弧后盆地
Ⅰ B-3 和布克—三塘湖晚古生代早期岛弧
Ⅰ B-4 洪古勒楞地体
Ⅰ B-5 库兰喀孜干地体
Ⅰ B-6 考克赛尔盖地体
Ⅰ C 北准噶尔晚古生代早期洋壳板段
Ⅰ C-1 达拉布特—卡拉麦里晚古生代早期海沟（洋壳板片）
Ⅱ 哈萨克斯坦板块
Ⅱ A 北天山古生代活动大陆边缘板段
Ⅱ A-1 塔城地体
Ⅱ A-2 西南准噶尔晚古生代增生楔
Ⅱ A-3 唐巴勒—玛依勒山早古生代洋壳板片
Ⅱ A-4 将军庙地体
Ⅱ A-5 荒草坡地体
Ⅱ A-6 依连哈比尔尕山-大南湖晚古生代中期—早期洋壳板片
Ⅱ A-7 博格达晚古生代中期裂陷槽（初始洋盆）
Ⅱ A-8 黄山晚古生代中期—晚期裂陷槽
Ⅱ B 伊犁—中天山陆壳板段
Ⅱ B-1 雅满苏晚古生代中期拉张陆缘岩浆带
Ⅱ B-2 博罗地体
Ⅱ B-3 科古琴山-米什沟古生代岛弧-海沟板片
Ⅱ B-4 伊宁晚古生代中期裂谷
Ⅱ B-5 东天山中新元古代古陆坡沉积区；
Ⅱ C 南天山早—中古生代活动大陆边缘板段
Ⅱ C-1 哈尔克山早古生代海沟板片
Ⅱ C-2 哈尔克山早古生代增生楔
Ⅱ C-3 哈尔克-库米什-卡瓦布拉克早古生代晚期洋壳板片
Ⅱ C-4 霍拉山-额尔宾山晚古生代早期洋壳板片
Ⅲ 塔里木板块
Ⅲ A 塔里木北缘陆壳板段
Ⅲ A-1 喀拉铁热克晚古生代陆坡沉积区
Ⅲ A-2 阿克苏地体
Ⅲ A-3 柯坪震旦纪—古生代陆棚沉积区
Ⅲ A-4 库鲁克塔格地体
Ⅲ A-5 北山晚古生代中晚期裂陷槽中新生代—晚古生代末期上叠构造盆地
JGB—准噶尔盆地；THB—吐鲁番-哈密盆地；TMB—塔里木盆地
（二）准噶尔晚古生代早期洋壳板段（IC）
该板段以出露有大量晚古生代早期蛇绿岩为特征，故称洋壳板段。该带蛇绿岩目前仅在清水一带获得辉长岩全岩K-Ar法年龄，为388～392Ma（据新疆地质局第一区调大队，1987）。另据李锦铁等（1988）资料，在南明水一带发现蛇绿岩之上不整合有含早石炭世菊石化石的碎屑沉积岩系，故该带蛇绿岩的形成当在韦宪期—谢尔普霍夫期之前。该板段保留下来的大多是海沟俯冲杂岩再经后期构造混杂作用形成的蛇绿混杂岩，故将其下属的三级构造单元称做达拉布特-卡拉麦里晚古生代早期海沟（IC-3）。在构造上则以叠瓦构造为特征，冲断作用均自北向南，使蛇绿杂岩仰冲到其南哈萨克斯坦板块的北部陆缘之上，而大量的洋壳物质则潜没于北部的岛弧之下。
综上所述，按三级构造单元划分原则，本区存在着2个二级构造单元和4个三级构造单元，由北而南依次为：①喀拉通克晚古生代中期裂陷槽（IB-1）；②布尔津-阿尔曼泰晚古生代早期弧后盆地（IB-2）；③和布克-三塘湖晚古生代早期岛弧（IB-3）；④达拉布特-卡拉麦里晚古生代早期海沟（IC-1）。
三、大地构造的历史演化
新疆北部显生宙以来大地构造演化可以概括为3个阶段，即前震旦纪构造演化阶段——古克拉通阶段，震旦纪—中石炭世构造演化阶段——古克拉通解体、开合交替阶段，二叠纪—侏罗纪构造演化阶段——新克拉通化板内逆冲推覆阶段（图1-3）。
（一）前震旦纪构造演化——古克拉通阶段
南天山北缘断裂带以北地区，包括中天山、北天山、准噶尔和阿尔泰等，大致于古元古代末中条运动后褶皱固结成陆壳，形成元古宙准噶尔板块（王作勋等，1990）。当时断裂带以南地区，包括南天山、塔里木北缘大部分地区尚处于洋盆阶段。大约在新元古代末该洋盆向北侧俯冲，南天山优地槽闭合褶皱，并形成阿克苏群的高压变质带（肖序常等，1990），使塔里木板块与元古宙准噶尔板块拼合。大体同时，昆仑优地槽也发生闭合褶皱，使元古宙羌塘板块与塔里木板块聚合（黄汲清，1990），于是三大板块拼合形成统一的新疆古克拉通。
（二）震旦纪—中石炭世构造演化——古克拉通解体、开合交替阶段
自震旦纪始，新疆古克拉通开始解体，新疆北部地壳演化进入反复开合、海陆交替阶段。
图1-3 准噶尔及其邻区构造演化示意图
1—陆壳；2—洋壳及其俯冲方向；3—火山岩或火山碎屑岩建造；4—复理石建造；5—洋壳残余；6—花岗岩；7—褶皱带；8—断裂；TP—塔里木板块；J—准噶尔板块；SP—西伯利亚古板块；SMO—萨彦蒙古洋；T—塔城板块；A—阿尔泰板块；WJO—西准噶尔板块；H—洪古勒楞；Ta—唐巴勒；STO—南天山洋；MO—玛依勒洋盆；EJO—东准噶尔洋；KO—卡拉麦里洋；ZAO—扎河坝—阿尔曼泰弧后盆地；ES—额尔齐斯边缘洋盆；NTO—北天山洋盆
1.震旦纪—早寒武世
新疆古地壳发生第一次拉张，扩张中心位于新疆以北的俄罗斯西萨彦岭及蒙古西部，以分布广泛的蛇绿岩代表新生洋区，蛇绿岩上部枕状细碧岩中的沉积岩夹层中含震旦纪—早寒武世的化石。
2.晚寒武世—中奥陶世
西萨彦岭洋盆闭合，在西萨彦岭和蒙古西部地区，震旦纪—早寒武世蛇绿岩之上发育了典型的晚寒武世岛弧型火山-沉积建造；晚寒武—中奥陶世的下磨拉石建造及酸性钾钠型火山岩，不整合覆盖于震旦纪—早寒武世岛弧型建造之上；同时有大量的英云闪长岩、花岗闪长岩等Ⅰ型花岗岩类侵入。在西准噶尔发生拉张，形成了以唐巴勒地区和洪古勒楞地区为代表的具完整蛇绿岩剖面的洋壳，蛇绿岩上部的沉积岩夹层中产有中奥陶世放射虫和其他化石，代表了这一时期准噶尔新生洋盆的存在。伴生的斜长花岗岩同位素年龄为508Ma（据肖序常等）。
3.志留世
西准噶尔洋盆闭合，但紧随其后再次拉张，在西准噶尔玛依勒山地区形成具有蛇绿岩建造的小洋盆。在东准噶尔莫钦乌拉—野马泉一带出露的奥陶系—志留系，包括荒草坡群、库布苏群和索尔巴斯塔乌群，显示该区为早古生代火山-沉积的初始洋盆，推测东准噶尔当时处于边缘海盆环境。与此同时，南天山陆壳也开始拉张开裂，表现为南天山境内广泛分布的志留纪蛇绿岩，其时代可由其上的硅质岩中的放射虫确定。志留纪末，南天山洋向北消减聚合，阿尔泰以北的萨彦蒙古洋也闭合并向南增生，西准噶尔玛依勒山有限洋盆和东准噶尔边缘海盆也在此时聚合褶皱，在东准噶尔地区下泥盆统磨拉石建造不整合盖在早古生代火山-沉积建造之上，志留系中有加里东晚期的花岗岩侵入，下泥盆统底砾岩中见有该期花岗岩砾石。至此，新疆古克拉通经历了一次次向南递进式的开合之后又重新聚合在一起的运动。
4.早泥盆世—早石炭世
是新疆北部一次最重要的地壳拉张时期。这次地壳拉张自南而北依次形成了卡拉麦里洋盆、阿尔曼泰弧后盆地、额尔齐斯陆缘裂谷和红山嘴-诺尔特断陷盆地等，显示出张裂规模由南至北依次减小的特征。这一时期形成了横贯东西准噶尔的达布尔特-卡拉麦里蛇绿岩带和扎河坝-阿尔曼泰蛇绿岩带，代表了同时期的弧后盆地扩张带，西北侧额尔齐斯一带广泛发育的火山岩组合代表着大陆边缘拉张型的边缘海盆。据陈哲夫等（1993）对达布尔特-卡拉麦里、扎河坝-阿尔曼泰两条蛇绿岩带的研究，二者形成时期相近，属早、中泥盆世，与蛇绿岩的形成同时或稍后，伴有少量幔源斜长花岗岩、石英闪长岩的侵入。洋盆大约在早石炭世早期末闭合，至早石炭世中、晚期整个东准噶尔地区为陆间残余海盆（李锦铁等，1990）。早石炭世中期至晚石炭世，是东准噶尔花岗岩类活动的鼎盛期，形成区内广布的华力西中晚期花岗岩类，这一时期亦是Cr、Sn、Cu、Au、Hg的重要成矿期。
5.中石炭世—早二叠世
新疆北部发生了小规模的张裂，形成了喀拉通克等裂陷槽，有大量基性岩侵入，并形成铜镍矿床。之后沿裂陷槽发育了非造山的A型碱性花岗岩。这一时期的陆相火山—次火山活动较强，形成金铜矿床。
由上可见，晚古生代构造演化主要表现为新疆古克拉通向北递进式的开合作用。
（三）二叠纪末—侏罗纪构造演化——新克拉通化、板内逆冲推覆阶段
自二叠纪起，受西伯利亚板块向南挤压，印度板块与欧亚板块碰撞等因素影响，新疆北部仍发生了强烈的构造运动，东准噶尔地区中石炭世—早二叠世裂陷槽封闭。此后，各陆块相继下降成盆地，造山带隆起，遭受剥蚀，东准噶尔地区由北向南发生推覆构造运动，整个新疆北部的现代构造格局在侏罗纪末基本定型。
综上所述，东准噶尔的构造演化历史共经历了4次主要的开合运动：①晚寒武世—奥陶纪第一次拉张，形成西准噶尔洋盆，闭合于奥陶纪；②志留纪第二次拉张，形成西准噶尔玛依勒山小洋盆和东准噶尔边缘海盆，闭合于志留纪末；③早泥盆世—早石炭世第三次拉张，形成了卡拉麦里洋盆，闭合于早石炭世早期末；④中石炭世—早二叠世的第四次拉张，形成若干裂陷槽，闭合于早二叠世末。
因此，本区的区域构造演化历史，实际上是洋盆的拉张聚合交替变化的历史，每一次拉张-聚合运动发育相应的沉积建造、构造变形、岩浆组合及其相应的成矿作用。