黑山头金矿在大地构造上属北天山优地槽褶皱带依连哈比尔尕复背斜的次级构造单元-呼图壁褶皱系,位于准噶尔南缘成矿带的伊连哈比尔尕Cu、Au成矿亚带之中的查汗萨拉Au成矿远景区中。该区地层属天山分区依连哈比尔尕地层小区,为中泥盆-下石炭统的一套砂岩-板岩-页岩组合,以砂岩为主。矿区主要含矿岩体为脉体岩性-石英脉,少数含矿岩体为破碎蚀变岩型,二者长轴方向多为北北西-南南东,在脉体的内外接触带上岩石蚀变较强,由硅化、褐铁矿化、赭石化、绢云母化、绿泥石化等组成蚀变分带。从脉体连续较好的北西段沿长轴方向断续出现金矿化,金矿化主要沿脉体中节理裂隙分布。从区域构造环境和矿床地质特征方面对黑山头金矿床成因进行了分析和探讨。