大平沟金矿床是北阿尔金地区典型金矿床之一,矿化类型以钾长石-石英脉型和蚀变岩型为主,矿体赋存于近东西向韧性剪切带中,围岩为太古宇米兰岩群钾长变粒岩。矿石矿物以黄铁矿为主,另有少量褐铁矿和自然金等。大平沟金矿床含金石英脉中石英的δ¹⁸O_VSMOW值为12.4‰~15.3‰,估算的流体δ¹⁸O_H2O值介于7.4‰~10.3‰之间,石英中流体包裹体的氢同位素为-97‰~-66‰,表明成矿流体以变质流体来源为主;含金石英脉中硫化物的δ³⁴S_VCDT值为6.9‰~8.3‰,主要为壳源硫,与典型造山型金矿的硫值一致;硫化物的²⁰⁶ Pb/²⁰⁴ Pb值为18.310 1~19.373 9,²⁰⁷ Pb/²⁰⁴ Pb值为15.587 2~15.654 1,而²⁰⁸ Pb/²⁰⁴Pb值为38.119 1~39.143 9,反映硫化物的铅来源具有造山带铅特征。综合分析认为,大平沟金矿床属于造山型金矿,其形成受近东西向次级断裂和韧性剪切带控制,成矿流体以变质流体为主,成矿物质来源于太古宙深变质岩。