Под названием Джунгарских ворот исследователи понимали широкую долину, которая соединяет Балхаш-Алакульскую впадину, расположенную между Джунгарским Алатау и хребтом Тарбагатай, с Эби-норской впадиной (западный конец Джугарской Гоби). Джунгарские ворота имеют около 200 км длины (считая от северного берега озера Алакуль до южного берега озера Эби-нор) и в самой узкой части, южнее озера Джаланашкуль, - до 10 км ширины. В районе работ отряда ширина долины достигала 40 км. Дно Джунгарских ворот находится на высоте 324 м над уровнем моря (озеро Кши-алакуль), На запад поднимается хребет Джунгарский Алатау свыше 3000 м, а на восток - хребет Барлык до 3000 м. На восточном склоне Джунгарских ворот, между хребтом Барлык и озером Кши-алакуль, они наблюдали интересные по форме и генезису кучевые пески, большей частью с водой в чашеобразных углублениях, ключи (тма) в западинах и болота.

Кучевые пески располагались по восточному берегу озера Кши-алакуль, в полосе шириной 2-4 км. Они представляли собой удлиненные кучи, вытянутые с северо-запада на юго-восток. Высота кучевых песков достигала 2-5 м, диаметр 5-15 м. На верхах большинства куч имелись чашеобразные углубления диаметром от 2 до 5 м и глубиной от 0,5 до 1 м, заполненные водой, Вода в этих углублениях была холодной и пресной. Она или стояла спокойно или била ключом, напоминая кипящую. Казахи называли такие ключи «булаками», почему и формы кучевых песков назывались «кучевые пески-булаки». В некоторых кучах вода переливалась через борт чашеобразных углублений и стекала по склону кучи в виде ручья, теряясь на расстоянии 50-70 м от кучи.

В состав кучевых песков-булаков входили крупный и мелкий песок, лессовая пыль, пылеватые частицы глины и растительные остатки, отмершие и оставшиеся в самой куче, а также растительный мусор, принесенный извне. Весь этот материал лежал слоями.

Кроме кучевых песков-булаков, в описываемом районе имелись ключи, бьющие из-под плотных светло-серых озерных суглинков, слагающих береговую полосу озера Кши-алакуль. Эти ключи напоминали по внешнему виду кипение воды в огромном котле. Вода в них также была пресной, холодной. Если западина была большой и в ней выбивает не один, а несколько ключей, то они сливались в один поток и устремлялись в виде большого ручья в озеро Кши-алакуль. В некоторых местах бесчисленное количество ручьев, выбиваясь на дневную поверхность, не имело возможности стекать в озеро и образовывало болота. 

Кучевые пески-булаки, ключи и болота заросли густым тростником (Phragmites communіs), достигающим высоты 2-3 м.

Чтобы представить себе, как образовались кучевые пески-булаки, ключи (тма или тума) и болота, необходимо дать краткую геолого-геоморфологическую и климатическую характеристику описываемого района на тот период.

Восточная часть района представляло собой холмистые предгорья хребта Барлык, которые достигали высоты 700-800 м над уровнем моря и являлись последней ступенью сбросов, рассекающих склон хребта.

Предгорья покрывались плащом чередующихся песков, глин, обломочного материала, перекрывались лессовыми отложениями и расчленялись оврагами и реками, в долинах которых обнажались девонские породы (сланцы, песчаники, известняки, мергели и пр.).

В горах Барлык брал начало много речек (Бургун, Чурчут, Пшенды, Дулаты, Джамантеректы, Кепели и др.), которые исчезали в своих наносах еще до выхода из предгорий. Эти речки образовывали огромные конусы выноса, веерообразно раскинувшиеся у предгорий. Предгорья на запад понижались, и на расстоянии 5-7 км от китайской границы переходили в равнину Джунгарских ворот, наклоненную к озеру Кши-алакуль. Равнина была сложена суглинками, переслоенными с галькой и песком, представляющими озерные осадки древнего Балхаш-алакульского бассейна. Эти осадки у вышеописанных предгорий перекрывались конусами выносов рек и щебенкой из темно-зеленых сланцев, образовавшейся в результате разрушения гор Барлык. Последние назывались «корум». Весь этот материал представлял собой рыхлую массу, которая прикрывала склон Джунгарских ворот от предгорий на 18-20 км к западу.

Чем дальше на запад, тем гальки и щебня становились все меньше и меньше и, не доходя 7-8 км до озера Кши-алакуль, они совершенно исчезали. Равнина была сложена светло-серыми озерными суглинками.

Из климатических условий описываемого района наибольший интерес представляли для исследователей сильные, сухие ветры, дующие с октября по апрель в Джунгарских воротах. В их распределении замечается некоторая закономерность: 3-4 дня дул юго-восточный ветер из области китайского озера Эби-нор, называемый местными жителями «эби». После одного-двух дней затишья начинал бушевать северо-западный ветер сай-кан, дующий из области озер Сасыккуль и Алакуль. Ветры Джунгарских ворот имели силу шторма, нередко достигая 30 м/сек. Они были настолько сильны, что поднимали в воздух гальку и совершенно выдували почвы в дне Джунгарских ворот.

Что же было основной причиной образования кучевых песков-булаков, болот и тма (тума)? Из геолого-геоморфологической и климатической характеристик, a также описания самих образований видно, что основную роль здесь играли грунтовые воды. 

Выше было сказано, что в восточной части района из гор Барлык вытекало 7 речек, которые исчезали в своих наносах еще до выхода из предгорий. Нетрудно понять, что вода этих речек просачивалась через рыхлую массу щебня и гальки аллювиально-пролювиальных отложений и, дойдя до плотных озерных суглинков (водоупорный горизонт), устремлялась по поверхности последних к озеру Кши-алакуль. Идя по глинистому водоупорному горизонту под большим напором, вследствие уклона с востока на запад, грунтовые воды с силой прорывались на дневную поверхность и принимали участие в образовании кучевых песков-булаков, болот и тма (тума). Рассмотрим отдельно образование каждого из этих элементов.

1. Тма (Тума)

В описываемом районе, вследствие большого наличия грунтовых вод, идущих в озеро Кши-алакуль, выносилось много мелких частичек, поэтому поверхность проседала в виде блюдец. Ветры, дующие с силой шторма (эби и сай-кан), углубляли и расширяли блюдца дефляционным путем и образовывали суффозионно-дефляционные западины диаметром от 50 до 300 м, глубиной от 2 до 2,5 м. Если грунтовые воды, идущие под напором, попадали в суффозионно-дефляционные западины, то они с силой выбивались на поверхность со дна западины или из-под ее борта и образовывали тма (тума). Тма - казахское слово «врожденный». По суеверным взглядам, вода, выходящая с силой из-под пород, рождалась какой-то неведомой силой (со слов местного жителя М. Асанова). В этих тма вода выбивалась фонтаном из дна, неся с собой оттуда песок и глину.

Схематический разрез (тма, тума). 1 – вода; 2 – светло-серый суглинок

2. Болота

Если в данном месте имелся не один, а несколько тма, западина неглубокая и скопившаяся вода не задерживалась повышением, она образовывала поток, направляющийся в озеру Кши-алакуль. Если же вода не в состоянии была стечь по поверхности к озеру, то она образовывала болото, занимающее незначительное пространство (от 2 до 5 кв. км).

3. Кучевые пески-булаки

Если вода выходила на поверхность не в суффозионно-дефляционной западине, а где-либо в более повышенном месте, то напор ее становился слабее, да и само количество воды меньше. Выходя на дневную поверхность и растекаясь по сторонам, вода увлажняла данное место, чем вызывала буйный рост чия, пырея, камыша и др.

Ветры эби и сай-кан приносили мелкие частицы глин, песка, лесса (эби - из Китая, сай-кан - из Прибалхашья). Так как в кустах камыша или чия задерживается песок, глинистые и лессовые частицы, а также растительные остатки, принесенные извне, то они, вследствие периодичности ветров, наслаиваются и куча растет. По мере роста кучи грунтовые воды поднимались, проникали наверх, образуя на поверхности чашеобразные углубления.

Отдельные типы кучевых песков-булаков:

1. Тип тростниковых кучевых песков-булаков

Тростник (Phragmites communis) занимает большие площади и задерживает много песка. Кучи большие с плоскими верхами. Высота куч 3-5 м, диаметр 10-15 м, диаметр чашеобразного углубления 2-3-5 м, глубина 0,5-1 м.

Схематический разрез тростникового кучевого песка-булака. 1 – вода; 2 – песок, лесс, глина, растительный мусор; 3 – светло-серый суглинок

2. Тип чиевых кучевых песков- булаков

Чий (Lasiagrostis splendens) распространен в Средней Азии и Казахстане. Он любит пониженные места, где грунтовая вода находится неглубоко. Чиевые кучевые пески-булаки чаще разрушаются ветром, так как чий не выдерживает сильного засыпания. Чиевые кучевые пески меньше по размерам в сравнении с камышевыми. Высота 1-3 м, диаметр 5-10 м, ширина чашеобразного углубления 0,5-2,5 м, глубина 0,5-1 м.

Схематический разрез чиевого кучевого песка-булака. 1 – вода; 2 – песок, глина, лесс, растительный мусор; 3 – светло-серый суглинок

3. Тип кучевых песков-булаков со смешанной растительностью

Кусты ак-ткена - - Agriophyllum minus F. et М. (белая колючка), чингилия - Halimodendron argenteum D.C., караганы, полыни, чия в ассоциации тоже задерживают скопление песков и образуют кучи самых разнообразных размеров. Высота от 1,5 до 5 м и диаметр от 5 до 15 м. Характерной особенностью этих куч является отсутствие чашеобразных углублений с водой.

Описанная форма кучевых песков-булаков не единичный случай. Отряд Ташкентского аэрогеодезического предприятия сообщал еще в 1913 году о камышевых кучевых песках, обусловленных источниками. Они объяснили образование этих кучевых песков тем, что на аллювиальной равнине выбиваются на поверхность воды реки Дарбуты, исчезнувшей в своих наносах еще до выхода из гор Джаир (восточный Китай), чем вызывается рост камыша, а последний задерживает песок и пыль и образует кучу.

Профессор А.И. Дзенс-Литовский в 1934 году при исследовании озера Денгизкуль на первой озерной террасе около урочища Чашма наблюдал группу песчаных бугров с чашеобразным углублением на вершине, наполненным водой. По его мнению, в образовании кучевых песков главная роль принадлежит воде. Он не упоминает о роли растительности в процессе нарастания куч. Возникновение кучевых песков без участия растительности кажется маловероятным.

Изучение вышеописанных форм кучевых песков-булаков, болот и тма имело большой научно-теоретический и практический интерес, потому что кучевые пески-булаки, тма и другие места с выходами грунтовых вод были жизненными центрами в пустыне. Над ними стаями вились птицы, к ним за сотни километров приходили стада джейранов. Это были места остановок кочевых народов в далеком прошлом и места возникновения колхозных аулов и ферм в прошлом недалеком.

Буйная растительность пырея, чия, камыша и другого разнотравия была связана с выходами грунтовых вод у озера Алакуль и Кши-алакуль и представляло собой прекрасные сенокосы и пастбища, снабженные замечательной пресной водой. Этот сенокос занимает 1000 км2 = 100 000 га и стоит 9 месяцев совершенно открытым от снега.