海沟金矿在区域上位于兴蒙造山带与华北古地台接壤处，NE向两江断裂与NW向清茶馆-金银别断裂的交汇部位。矿区内出露的地质体主要为中元古界色洛河群浅变质岩系、海西期海沟二长岩－二长花岗岩岩体、闪长玢岩、正长闪长斑岩、次安山岩；矿区内发育NE-NNE向、近EW向及NWW向、近南北向3个延伸方向的断裂，其中近东西向－北西西向断裂构造应为海沟金矿最主要的导矿构造，而NE-NNE向构造为最主要的容矿构造。海沟金矿由数十条含金石英脉组成，按产状和空间分布规律及控矿构造的性质可分为28＃、38＃和43＃三个脉群和1条近东西向延伸的矿脉带（33＃脉带）。海沟金矿的主要矿化类型为石英脉型，局部为蚀变岩型。矿脉主要分布NE-NNE向控矿断裂中，其次分布于近南北和近东西向控矿断裂之中。金矿脉的主要矿化围岩为海沟岩体二长岩-二长花岗岩，部分地段为色洛河群变质岩系。矿石矿物主要有自然金、黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、少量闪锌矿，脉石矿物以石英、方解石为主，部分为绿泥石和钾长石、斜长石等。围岩蚀变较发育，常见有钾化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、及碳酸盐化，局部可见重晶石化、绿帘石化、电气石化、沸石化、泥化和黑云母化等。综合研究表明，海沟金矿床成矿最佳温度在220~300℃，成矿深度约为3~12.3km；成矿流体主要来自于幔源流体，有“高碳低盐”的特点，与造山型金矿的特点相吻合。在成矿晚期有受循环大气降水加入。海沟金矿中与成矿密切相关的脉岩的结晶年龄可以大致代表其成矿年龄，介于132.4～128Ma之间，与华北地台北缘其他造山带型金矿床在成矿时代上具有明显的一致性。在总结海沟金矿矿床区域地质背景、矿床及矿区地质特征、成矿流体特征及成矿时代的基础上，提出了海沟金矿床成因模型。海沟金矿主要形成于由碰撞造山向伸展造山的构造转换时期，软流圈地幔上隆及其有关的地质和成矿作用是海沟金矿形成的主因。古老的太古宙和元古宙变质基底岩石提供了部分成矿物质，成矿流体的来源复杂，部分来自深部幔源，部分来自岩浆热液，部分来自天水。幔源流体和岩浆热液上升，萃取围岩中的成矿物质，并与上部大气降水含矿热液混合，在有利的容矿构造内形成各种含矿石英脉，成矿物质先后沉淀并成矿。在研究和总结矿区成矿地质条件和成矿规律的基础上，确定了海沟金矿矿脉深边部定位预测的地质和地球化学找矿标志是：控矿断裂宽大，构造多期活动的部位或按照收缩膨胀、尖灭再现、侧伏再现等规律可能再现的部位的上部或一侧；绢英岩化、硅化和碳酸盐化及黄铁矿化强发育部位及下部；矿脉外围黄铁矿细脉和浸染状体十分发育的部位；黄铁矿化数量较多、具有一定程度的金矿化或各类蚀变较为发育的基性脉岩出现的部位或其下部等；矿上晕元素组合异常发育，元素异常分带明显的位置。通过矿床的地质特征、成矿模式、成矿规律的研究，综合对所采的原生晕样品的聚类分析、相关性分析、因子分析、垂向分带分析的结果，对海沟金矿深边部进行成矿预测。综合分析认为28＃脉深部具有较大的成矿远景，其主要成矿远景区位于其深部和其北东端；38＃脉更深部出现较大隐伏矿体的可能性不会太大；43＃脉目前矿化较差，但应有较大的成矿远景。33＃脉近距离的深部具有良好的成矿远景。