祁连县托勒热水沟铁矿床位于托勒山-大坂山复向斜(Ⅰ12)的西端北翼。热水沟铁矿床矿体赋存于早奥陶世阴沟群之中,该套地层为裂陷沉降环境中的半深海-深海复理式浊积环境的典型沉积,赋矿岩石为中基性火山岩熔岩及凝灰质喷发碎屑岩及正常碎屑岩沉积组合,沉积物以粉砂、粘土质、硅质为主,矿体在赋矿地层中呈透镜状、似层状产出,其延展方向、矿体产状与地层产状一致,矿石矿物成分简单,类型以绿泥石磁铁矿为主,矿层稳定,显示出沉积矿床的主要特征,赋矿层中存在的硅质岩石则为火山喷发间歇期的热水化学沉积产物。