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喀拉通克铜镍矿床位于阿尔泰加里东褶皱系和准噶尔华力西褶皱系结合部位的准噶尔褶皱系一侧，属东准噶尔褶皱带北缘。其次级构造位置处于卡依尔特一二台大断裂（F2）及额尔齐斯一玛因鄂博深断裂（F1）交汇点南西侧及乌伦古河大断裂（F2）以北，矿区内出露地层主要为下石炭统南明水组，其次有中泥盆统蕴都喀拉组、下第三系古新一始新统红砾山组以及第四系全新统。矿床主要侵位于南明水组上段地层中（王润民等，1991；贾志勇等，2009；王建中，2010）。