研究区的区域成矿作用，可以划分为三大成矿体系，即沉积成矿体系、岩浆-岩浆热液成矿体系和构造作用成矿体系。沉积成矿，主要是煤和石油的成矿；岩浆-岩浆热液成矿，主要是与不同类型岩浆岩有关的铜、镍、金、铁、钼、锡等的成矿及稀有金属、水晶、石墨等的矿化；构造成矿主要是与断裂构造作用有关的金的成矿。下面将分别予以简介。变质成矿体系在研究区没有明显的表现，这与区内强烈的区域变质作用不发育，变质较深的古老变质岩层基本没有出露有关。
一、沉积成矿体系
（1）以侏罗纪为主的中生代煤矿。这是研究区最主要的沉积矿产，除奇台县的北山煤矿、富蕴县的扎河坝煤矿，巴里坤县的巴里坤煤矿等一批较大规模的煤矿之外，还有一大批小煤矿和民采的小煤窑。
（2）白垩纪至老第三纪的石油。在东部邻区的哈密、鄯善、吐鲁番已发现有较大规模且质量较好的吐-哈油田，并已投入开发。研究区尚未有大的发现，但在研究区内不同规模的中、新生代盆地中，石油部门也早已开始普查找矿。从东到西，从苏海图戈壁、汉水桥戈壁、卡克塔戈壁、一直到库兰喀孜干戈壁、将军戈壁，广袤的戈壁沙滩，到处都有石油勘探者的足迹。
二、构造成矿体系
成矿作用严格受深断裂带、区域性大断裂带、韧性剪切带、糜棱岩化带等控制。长期的反复多次的强烈的构造作用，主要是断裂构造作用，使不同时代地层中或其他不同性质地质体中的金被驱动、活化迁移，最终在有利的构造部位富集成矿。因此，这类金矿床，其矿质来源是多种多样的，可以来自其他不同性质的地质体，包括不同时代的岩体；而决定成矿的主导因素是断裂构造作用。如严格受卡拉麦里深断裂带控制的奇台县南明水金沟，柳树沟金矿，吉木萨尔县清水金矿，即属于此类构造成矿体系的典型矿例。
三、岩浆-岩浆热液成矿体系
可以划分为与不同成因类型岩浆体系有关的若干个成矿系列或亚成矿体系。
（1）卡拉麦里平顶山一带与华力西早期超基性岩有关的铬铁矿矿化。20世纪60年代地质部曾在这里进行过大规模的铬矿普查大会战，没有取得重大突破，其成矿情况远不如西准噶尔。
（2）准噶尔北带与以苏长岩为代表的华力西晚期基性岩有关的镍、铜矿床系列。如镍为大型、铜为中型的富蕴县哈拉通克镍铜矿床。据地质队资料，在哈拉通克外围一带，同类苏长岩类小侵入体广为发育，该区还有扩大找铜-镍矿床的潜在远景。
（3）卡拉麦里北带与华力西中晚期A2型碱性花岗岩类有关以石英脉型锡矿为主的锡矿床系列，已形成有萨北、贝勒库都克等中型锡矿床和卡姆斯特、干梁子等一批小型锡矿床。两处中型锡矿床早已投入开发，目前正有两家桂林籍私人老板进行开采。整个区域还有扩大找锡矿的潜在远景。
（4）卡拉麦里以北至乌伦古一带与华力西中晚期富碱花岗岩及其伟晶岩有关的水晶、稀有金属及石墨等矿化，目前看来，均为零散的矿化，意义不大。
（5）与早石炭世中—晚期陆相火山作用两类成矿岩浆建造有关的金、铜、铁、钼、银等贵重、有色金属矿产。近年来不断有新的发现，并逐渐引起地质界的重视和广泛注意。以金矿而论，80年代以前，区内还没有原生金矿（或称岩金矿）。近20年来，不同类型的多种金矿床、矿点，像雨后春笋般地涌现，展示着十分广阔的前景。这是研究区最有发展远景的成矿系列，也是本专题的重要研究对象，详细情况将在随后各章节分别予以论述。
除此之外，邻区阿尔泰山区，有与泥盆纪海相火山岩有关的海相火山岩型铜矿床，和同为海相火山岩成因的巨大的铅锌矿带，前者如阿舍勒海相火山岩型大型铜矿床，后者如可可塔勒大规模铅锌矿带等。还有与超酸富碱性花岗岩及其伟晶岩有关的花岗岩型、伟晶岩型稀有金属矿床，如著名的可克托海锂、铍、铌、钽稀有金属矿床，同时具有宝玉石矿的价值。可能受基础成矿地质条件的制约，阿尔泰山区这些富有特色的矿产，在研究区较为少见，特别是上规模的矿床。如不同成因类型的花岗岩代表不同的活动带一样，不同的成矿作用、不同特色的矿产，也总是与一定的大地构造背景（活动带）、一定的成矿地质条件相联系的。地质工作者们的责任，就是要以科学的地质理论为指导，坚持深入实践，查明和掌握各类矿产资源成矿的特定地质背景和成矿地质条件及其规律，有的放矢，目标明确地去寻找地下的各类矿产资源，向大自然索取，以服务于国家的经济建设和人类的文明与进步。