該區(qū)大地構(gòu)造位置屬塔里木板塊東段北緣，“柳園-音凹峽-天倉”大陸邊緣裂谷帶中段，次級構(gòu)造單元為晚古生代方頭山-大奇山-白山堂裂谷。
3.1.1區(qū)域地質(zhì)特征
1、地層
區(qū)域出露地層主要為白堊系、侏羅系、石炭系、奧陶-志留系和第四系等�，F(xiàn)分別闡述如下：
（1）奧陶-志留系下巖組〔（O–S）a〕
位于本區(qū)南部，其巖性主要由二云石英片巖夾柘榴陽起片巖、變粒巖黑云角閃斜長片麻巖、大理巖、混合巖等組成。由西向東厚度逐漸變小，出露厚度在3500米左右。
（2）石炭系下統(tǒng)中亞組（C1l22）
位于本區(qū)中-北東部，其巖性主要由絹云石英片巖、大理巖、片理化流紋斑巖等組成。由西向東厚度逐漸變大，出露厚度總體在1600米左右。
（3）侏羅系（J）
①中下統(tǒng)（J1-2）
上亞群（J1-2ln2）：位于本區(qū)中部,其巖性主要由桔黃色含礫粗砂巖、礫巖、粉砂巖等組成。由北西-南東厚度變化不大，出露厚度總體在600米左右。
②上統(tǒng)（J3）
赤金堡群（J3ch）：位于本區(qū)中部,其巖性主要由磚紅色砂礫巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖等組成。由北西-南東厚度變化不大，出露厚度總體在1800米左右。
（4）白堊系下統(tǒng)（K1）
新民堡群（K1xn）：位于本區(qū)中部,其巖性主要由棕黃色含礫粘土質(zhì)粉砂巖、礫巖等組成。
（5）第四系全新統(tǒng)（Q4）
（1）湖積層（Q41）：主要由淤泥、亞粘土、亞砂土等。
（2）沖積—洪積層（Q4pl）：主要由卵石、砂、亞砂土等。
2、構(gòu)造
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，展布方向有北西向、北西西向、近東西向及南東向等六組，其力學(xué)性質(zhì)主要為壓性和壓扭性。其中，北西向為一平移斷層，其余均為逆斷層，具有羽狀分枝特點，均為高角度逆斷層構(gòu)成的斷裂帶，延伸均在2.2km以上，。北西向斷裂在石英脈形成后又再度復(fù)活，造成了其間脈體的破碎。
3、巖漿巖
區(qū)域噴出巖極為發(fā)育，主要分布于區(qū)內(nèi)北部、南部，為加里東期與華力西期中酸性巖體。加里東期發(fā)育有片麻狀黑云母斜長花崗巖，分布于區(qū)域南部，呈近東西向展布，出露范圍大。華力西早期發(fā)育鉀長花崗巖、花崗巖、黑云母斜長花崗巖、黑云石英閃長巖、黑云母斜長花崗巖、石英閃長巖及基性輝長巖等，主要分布于區(qū)域北部。華力西晚期僅發(fā)育有基性輝長巖，在區(qū)內(nèi)零星出露。
區(qū)域脈巖較為發(fā)育，主要有基性、酸性類巖脈，以中酸性、酸性脈如石英脈、輝長巖脈最發(fā)育，其中有含金石英脈巖零星分布。脈巖展布以北西向及北東向為主。
3.1.2區(qū)域地球化學(xué)特征
北山地區(qū)Cu、Pb、Zn等金屬元素在各時代蝕變火山巖中含量最高，在變質(zhì)碎屑巖及含碳變質(zhì)巖類中較高，在泥質(zhì)及碳酸鹽中含量普遍較低。區(qū)內(nèi)Cu、Pb、Zn、Au等金屬元素的富集成礦與火山活動及區(qū)域變質(zhì)作用密切相關(guān)。不同地區(qū)不同期次的中、酸性侵入巖中，Cu、Pb、Zn、Au元素含量普遍較高，其中金異常濃度高，強度大，異常分帶明顯。另外，區(qū)域金屬礦產(chǎn)地統(tǒng)計資料表明，區(qū)內(nèi)矽卡巖型和熱液脈型銅、鐵礦床多與中酸性侵入巖有關(guān)。
3.1.3區(qū)域礦產(chǎn)分布
該區(qū)地處北山南帶“花牛山—南金場溝—白山堂”晚古生代銅、金對金屬成礦帶中段，區(qū)域性斷裂構(gòu)造帶發(fā)育，形成一系列與主干斷裂平等分布的“地塹—地壘式”構(gòu)造組合，表明該地區(qū)經(jīng)歷了多期（次）伸展→裂陷→推擠→堆疊→碰撞等陸內(nèi)造山運動，火山巖和侵入巖的特征均顯示具有“雙模式”巖漿組合，熱液活動及蝕變作用較普遍，對銅、鐵、金及多金屬礦的形成十分有利。成礦作用與海西中、晚期花崗巖類的巖漿熱液作用有關(guān)，并具有一定的層控作用，其代表礦床為花牛山、金場溝等銅金礦點。
