从岩石地层和同位素年龄资料，调查区矿产的成矿作用或矿化，主要发生于中元古代、早古生代和晚古生代3个时段。其中，中元古和早古生代时段是以铁、锰、磷、钒沉积建造类型的成矿作用为主，或称外生成矿作用，地域上仅限北山中央古陆断隆带的南部和塔里木古陆缘裂陷带的北部。主要赋存层位有：①蓟县纪平头山组顶部变质碎屑岩系中的沉积变质型铁矿化，并以砂井－红山大型铁矿床为代表；②震旦纪洗肠井群浅变质细屑岩系中的沉积－改造型锰矿化，以大红山小型锰矿床为代表；③寒武纪黑色岩系中的沉积型磷、钒、铀矿化，以沙井西南磷矿点为代表。晚古生代时段则以内生成矿作用为特征，包括铜镍硫化物矿化、有色和贵金属系列的铜金矿化等，或称循环再生富集型成矿作用，地域上可跨越窑洞努如前泥盆纪古陆增生地体、红柳河－牛圈子三叉裂谷系和沙井－平头山北西向帚状褶皱断裂构造系3个三级构造单元。实际上，根据此时段岩浆作用具有的双峰式组合特征，其间无论是岩浆铜镍矿化或是接触变质－构造热液型铜金多金属－贵金属矿化，都是同一构造－岩浆作用或同一成矿事件的两种不同成矿系列的表现。这种时间和空间的相互配置关系，完全和所属古陆构造系统发展演化过程中的有关沉积作用、构造作用、岩浆作用和热液变质事件的时空布局相一致。
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