Месторождение входит в состав Алмалыкского рудного узла и расположено на северо-западном окончании Кураминского хребта. Месторождение приурочено к массиву сиенитовых пород, прорванному Кальмакырским штоком гранодиорит-порфиров. Район испытал неоднократные орогенические движения и изобилует разрывными нарушениями различного возраста и порядка. Крупные разломы обусловили блоковое строение и в большинстве случаев контролируют лайковые и жильные поля. Формирование месторождений обусловлено разрывной тектоникой более мелких порядков.

В формировании современной структуры месторождения основную роль сыграли альпийские дизъюнктивные нарушения. В северной части площади проходит Кальмакырский взбросо-сдвиг, в полукилометре от него к северу - Гольдуранский разлом. Оба эти нарушения простираются в широтном направлении и круто падают на юг. Мощность зоны Кальмакырского разлома 7-8 м. Разлом сопровождается серией параллельных и идущих под углом к нему более мелких зон и тектонических трещин. Серии широтных нарушений в центре Кальмакырского карьера слагают Центральный разлом. В южной части проходит Южный разлом, представленный также серией субширотных нарушений. Эти крупные тектонические зоны в большинстве случаев крутопадающие до вертикальных.

Широко развитые на месторождении нарушения северо-восточного направления отчетливо срезаются широтными разломами. Северо-восточные нарушения сконцентрированы в основном в северной части карьера. Кроме того, здесь нередки непротяженные северо-западные и субмеридиональные нарушения.

С тектоническими зонами северо-восточного направления связано развитие вторичных кварцитов, пропилитов и позднего жильного окварцевания, т. е. вмещающих бирюзу пород. Бирюзоносные зоны образованы сближенными сериями осветленных участков, мощность которых колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Разломы хорошо видны в стенках карьера и дешифрируются на фотопанорамах как белые пятна и полосы в отличие от более темных ржаво-бурых участков с рудной минерализацией. При детальных исследованиях в зонах осветления устанавливаются короткие (типа лестничных) секущие трещины широтного и субширотного простирания, с которыми и связана бирюза.

Основные минералы бирюзоносных вторичных кварцитов Кальмакырского поля - серицит и кварц, характерен мусковит; в пропилитах обычны турмалин, хлорит, апатит. Бирюзоносные кальмакырские кварциты более крупнозернистые, чем бирюзоносные образования месторождений Бирюзакана и Унгурликана. Лучшая раскристаллизация пород, развитие мусковита, турмалина, хлорита характерны для более глубоких горизонтов месторождений. На всей минерализованной площади развиты среднекаменноугольные диориты и сиенит-диориты алмалыкского типа и гранодиорит-порфиры условно позднекарбонового - нижнепермского возраста. Алмалыкский массив гранодиорит-порфиров с отчетливой зоной вторичных кварцитов расположен примерно в центре площади измененных пород. Для гранодиорит-порфиров обычен и характерен апатит. Тела гранодиорит-порфиров ориентированы в северо-восточном, северо-западном и субширотном направлениях. Кровлей всех магматических образований рудного поля, перекрывающей в том числе и бирюзоносные зоны, служат карбонатные отложения живетского яруса верхнего девона.

Вторичные кварциты и пропилиты в центральной части контролируются тектоническими контактами Алмалыкского массива гранодиорит-порфиров, широко развиты по северо-восточной стенке карьера, спускаясь до горизонта 645 м. Бирюзоносные зоны, характеризующиеся максимальной переработкой, пиритизацией и развитием жильного кварца, наблюдаются среди вторичных кварцитов, пропилитов, реже среди слабо измененных гранодиорит-порфиров. Местами бирюзоносные зоны прослеживаются глубже горизонта 645 м среди сиенит-диоритов.

Кварцевые прожилки небольшой, как правило, мощности распространены на всей территории месторождения. Наибольшая концентрация прожилков наблюдается в бирюзоносных зонах (особенно на горизонтах от 40 до 70 м), где они образуют небольшие параллельные и разноориентированные серии. К этому же интервалу приурочена и основная масса бирюзы. С глубиной (по мере выклинивания бирюзоносных зон) уменьшается количество жильного кварца и, соответственно, бирюзы.

Б.Н. Наследов в алмалыкском рудном поле выделил семь разновидностей жильного кварца. Кварц белый сплошной, гребенчатый и короткопризматический отнесен Б.Н. Наследовым к минералам III низкотемпературного этапа. С.Т. Баталов, детально изучавший минералогию Кальмакырского месторождения, выделил кварц обыкновенный, горный хрусталь, аметист, халцедон и кварцин. По его мнению, наиболее ранним минералом гидротермального процесса является кварц вторичных кварцитов. На Кальмакырском месторождении, как и на других месторождениях, гребенчатый или шестоватый кварц и горный хрусталь - постоянные спутники бирюзы. Позднее бирюзы сформировались прожилки и линзовидные скопления светло-серого халцедона и опала.

Характер бирюзовой минерализации на Кальмакырском месторождении обычный: корочки и примазки в близповерхностной зоне, где основная минерализация отработана в древности и уничтожена при вскрышных работах; тонкие прожилки и небольшие включения на вскрытых уступах. Качество бирюзы самое разнообразное, встречаются как рыхлые каолиноподобные, так и плотные яркоокрашенные разности.

Бирюзоносные зоны на Кальмакырском карьере обнажены с поверхности до глубины 150 м. Это прекрасный разрез месторождений данного типа, легко доступный для изучения. Здесь отчетливо выражены зоны коры выветривания и сульфидная зона (зона оруденелых метасоматитов). Отчетливо видна разобщенность промышленных рудных блоков и бирюзоносных осветленных зон. Четко прослеживается разобщенность бирюзы со вторичными минералами меди, развитыми в зоне окисления рудных блоков. Лишь в отдельных образцах эти минералы можно наблюдать одновременно - например, корочки и налеты хризоколлы и карбонатов меди по вмещающему кварциту и бирюзе. Гидроксиды железа, обильные в зоне выветривания и вторичного обогащения, практически не развиты или развиты слабо в бирюзоносных осветленных зонах.

Вкрапленная рудная минерализация не контролируется жильным кварцем, тем боле низкотемпературным. Бирюзоносные зоны примерно от центральной части месторождения прослеживаются в восточном направлении, в сторону месторождения Ак-Турпак, где контролируются теми же структурами. Из рудных компонентов в бирюзоносных зонах обычен (местами обилен) пирит; разлагаясь в верхних горизонтах, он дает начало гидроксидам и замещается ярозитом. Глубже встречается свежий тонко- и мелкокристаллический пирит. Наряду с кубической формой нередко развиты пентагондодекаэдры с округлыми и многогранными сечениями. Вкрапленники пирита обычны в бирюзе, реже в ней отмечаются халькопирит и галенит. Иногда наблюдается одновременное заполнение трещин бирюзой и рудным минералом, в пропилитах встречаются агрегатные скопления бирюзы, рудного компонента и турмалина. Все это говорит о почти одновременном или последовательном образовании минералов, связанных с гидротермальным процессом. Следует отметить наличие в пропилитах двух генераций апатита - акцессорного вкрапленного и гидротермального, развивающегося по поздним микротрещинам в бирюзоносных породах.

На верхних уступах карьера, где бирюзовая минерализация отработана в древности и уничтожена при вскрышных работах, редко встречается голубая и зеленая бирюза в обычной ассоциации с ярозитом и гидроксидами железа. На более глубоких горизонтах развиты ювелирная голубая бирюза и ее каолинизированные разности в тесной ассоциации с алунитом и глинистыми минералами. Бирюза развивается в маломощных прожилках кварца, во вторичных кварцитах и пропилитах. Мелкие включения бирюзы, иногда явно замещающие вкрапленники полевого шпата, однотипны вкрапленной бирюзе в углеродистых кварцитах. Вероятно, и здесь эти образования являются более ранними по отношению к бирюзе в кварцевых прожилках. Мощность бирюзоносных прожилков кварца редко превышает 5 см, мощность прожилков бирюзы лишь в единичных случаях достигает 5 мм. Во вскрытой части карьера минерализация достаточно слабая. Тем не менее при тщательной селективной рудоразборке могут быть получены килограммы ювелирного и пригодного для облагораживания сырья. А содержания его могут резко измениться при дальнейшей врезке уступов не на глубину, а в восточном направлении.

Кальмакырское рудное поле объединяет древние бирюзовые рудники: Большой Кальмакыр, Гольдуран и Ергайлык. В настоящее время площадь Большого Кальмакыра вскрыта Кальмакырским карьером, а площадь рудника Ергайлык засыпана отвалами. Это наиболее крупное бирюзоносное поле Кураминского хребта и наиболее эродированная площадь с высотными отметками 700-780 м. Здесь, по различным данным, насчитывалось около 300 древних выработок, большая часть которых пройдена явно на бирюзу. Точно установить площадь развития кальмакырских бирюзоносных зон невозможно, так как часть их отработана карьером, а другая перекрыта отвалами. Наиболее протяженные зоны прослеживаются на расстояние 2 км, вплоть до месторождения Ак-Турпак, которое по существу является прямым продолжением Кальмакырского месторождения. Протяженность отдельных бирюзоносных зон Кальмакырского поля с учетом Актурпакской площади превышает 2,5 км.

Многочисленность древних выработок на площади позволяет говорить об обильной минерализации, вскрытой глубокой эрозией и приуроченной к верхнему горизонту полиметаллического месторождения. Приведенная выше характеристика бирюзоносных зон относится к более глубоким горизонтам. Вот почему так интересно описываемое ниже Техутское месторождение, верхние горизонты которого сохранились до начала современных работ на бирюзу, следовательно, перспективы его не должны ограничиваться первыми десятками метров от поверхности.