寒山金矿位于北祁连造山带西段、阿尔金走滑断裂与北西西向次级断裂的交汇部位。地层主要为奥陶纪阴沟群中、上组及妖魔山组，其中阴沟群上组为含矿地层。矿区南侧加里东期石英闪长岩与阴沟群呈断层接触，北西西向断裂是矿区主要的控矿构造。矿体围岩蚀变具有明显的分带性，在硅化带、黄铁绢英岩化带金矿化程度较高，易富集成金矿带,矿床成因类型属中低温岩浆热液型金矿床。