Архей-протерозойский этап. Докембрийские отложения слагают центральные части древних складчатых систем. Наиболее полно разрез докембрийских отложений представлен в Кокчетавском массиве. Докембрий Кокчетавского массива имеет следующий разрез:
1.Гнейсово-амфиболитовая свита. Мощность 2000—2500 м, свита условно относится к архею.
2.Порфироидная свита, которая несогласно залегает над подстилающей гнейсово-амфиболитовой. Мощность 2000 м. Ранний протерозой.
3.Слюдяные сланцы, песчаники и мрамофизованные известняки со строматолитами. Мощность 1500—1700 м.
4.Кокчетавская свита залегает с несогласием на подстилающих отложениях: кварциты, мраморы и мраморизованные известняки, кварцево-хлоритовые и кремнистые сланцы с остатками
водорослей. Мощность 3500 м.
Выше несогласно залегает нижнекембрийская граувакковая свита слюдистых кварцитов, филлитов, яшмокварцитов с редкими радиоляриями.В общих чертах такое строение наблюдается в ядрах других крупных антиклинорных структур. Большинство исследователей считает, что архейские толщи были смяты в складки, прорваны интрузиями и глубоко денудированы в результате последующего за складчатостью воздымания. На этом основании заложились новые геосинклинальные прогибы. Центральный Казахстан в начале протерозоя являлся эвгеосинклинальнои зоной крупной геосинклинали, миогеосинклинальная зона которой находилась на Урале.
Вендский этап
Варисские структуры Казахстана включают две главнейшие структурные зоны — Бощекуль-Чингизскую и Джунгаро-Балхаш-скую, где вендские отложения не доказаны. В Ишимо-Сарыд-жазской и Чаткальской зонах глубокого прогибания венд представлен мощной (до 3000 м) терригенной толщей (рис. 23).
В Малокаратауской и Актауско-Джунгарской зонах умеренного прогибания мощности венда обычно не превышают 1000— 1200 м (в Малом Каратау, возможно, значительно меньше). Здесь базальные терригенные отложения вверх сменяются тил-литоподобными конгломератами и песчано-доломитовыми толщами; в раннем палеозое намечается переход к разрезам карбонатного типа.
В Акдымско-Атасуйской зоне к венду — кембрию (?) предположительно относится толща углеродисто-глинистых сланцев, известняков, доломитов, песчаников, конгломератов и микститов с валунами кварцитов.
Описанные зоны разделяются обширными поднятиями, где венд-нижнепалеозойские отложения не накапливались или отчасти не сохранились в результате более поздней эрозии.