Поезд мчался в неясную даль, и мне вспоминался зимний день в горах Алатау. 1) простое предложение с однородными членами, перед союзом и запятая не нужна, 2) простое предложение с однородными членами, перед союзом и нужна запятая, 3) сложносочиненное предложение, перед союзом и запятая не нужна, 4) сложносочиненное предложение, перед союзом и запятая нужна.

Предложение «Поезд мчался в неясную даль, и мне вспоминался зимний день в горах Алатау» — это сложносочинённое предложение, в котором две части соединены союзом «и».

Первая часть: «Поезд мчался в неясную даль» — это простое предложение с подлежащим и сказуемым.
Вторая часть: «мне вспоминался зимний день в горах Алатау» — тоже самостоятельное простое предложение, также с подлежащим и сказуемым.

Между этими двумя простыми предложениями стоит сочинительный союз «и», и перед ним ставится запятая, так как он соединяет части сложносочинённого предложения.

Правильный вариант: 4) сложносочинённое предложение, перед союзом и запятая нужна.