礦區位於寧武中生代火山斷陷盆地北部，為壹北西傾的單斜構造，局部有小型背斜。地層為上侏羅統龍王山組和大王山組。侵入巖為輝石閃長玢巖。礦體產於輝石閃長斑巖中，受北西向和北東向兩組斷裂控制。北部有兩個礦段，主要是磷灰石和磁鐵礦。磁鐵礦富集在礦體上部或磷塊巖中，鐵礦體規模很小。礦段內有多個磷塊巖體，呈透鏡狀、扁豆狀、紡錘狀。主礦體兩條，長287-600米，最大延伸270-310米，平均厚度14.36-17.17米。礦石類型包括磷灰石礦石和鐵磷酸鹽礦石。磷灰石礦石的礦物成分主要是磷灰石，其次是方解石和透輝石；磷礦石的主要礦物成分為磁鐵礦、半赤鐵礦、赤鐵礦和磷灰石。礦石呈粒狀結構，塊狀和浸染狀結構。磷礦品位:塊狀磷礦含P2O5 15%-24%，塊狀浸染狀磷礦和細脈浸染狀磷礦含P2O5 5%-17%，平均P2O5 13.63%，屬ⅲ級。* * *原生礦物為鐵，鐵礦體呈脈狀、囊狀。鐵礦石的主要礦物成分是磁鐵礦和半假赤鐵礦，其次是赤鐵礦。礦石巨大且分散。塊狀磁鐵礦平均全鐵含量為59.7%，嵌布磁鐵礦平均全鐵含量為17.4%-27.78%。礦石中的磷含量與鐵含量成反比關系。伴生礦物有釩、釔、鈰和鑭。釩含量與磁鐵礦關系密切，呈正消長關系。V2O5含量壹般為0.1%-0.2%，最高為0.531%，可綜合利用。釔、鈰、鑭主要存在於磷灰石中，總氧化物含量為0.0265%。礦床成因類型屬火山熱液礦床。
1958期間，冶金部華東地質局807隊在泰山地區進行了1∶2000的地質調查，發現了泰山鐵礦床。1959年，為擴大梅山鐵礦找礦遠景，江蘇省冶金工業局地質勘探總隊物探隊壹隊在泰山進行了1∶2000和1∶1000的詳查和精查。1970 65438+2月，江蘇冶金地質勘探公司807隊成立了以孫為首的泰山鐵礦測量組，通過鉆探、探槽等手段核實磁異常，找到了磁鐵礦礦床，發現鐵礦內部及周邊磷含量較高。由於當時江蘇省磷礦資源短缺，工農業對磷礦資源的需求迫切。1971，團隊轉入鐵磷礦綜合找礦綜合評價，再次詳細研究鐵磷礦賦存規律，布置探槽圈定南北礦帶，利用鉆探進行深部控制。鉆探工作量8569米，探槽1055立方米，基本查明礦床。同時，為配合807隊對磷礦的地質評價，江蘇省地質勘查公司814隊開展了1平方公裏的磷分散暈地球化學勘查。1973年6月，807隊提交了《江蘇省南京市泰山鐵礦磷礦地質評價報告》，磷礦探明儲量1078萬噸，其中可利用儲量186萬噸。* * *可利用的原鐵礦石儲量為20萬噸。1988 11，由中國有色金屬工業總公司華東地質勘探公司審批，可作為進壹步勘探和當地小規模開采的依據。
泰山磷礦雖然品位低，但礦石可選性好，可獲得合格的磷精礦和高品位鐵精礦。磷精礦P2O5品位28.4%，回收率74.14%，鐵精礦全鐵品位63.55%，回收率高達98.81%，各項技術指標都比較理想，可以綜合利用鐵礦石。目前尚未開采。
泰山磷塊巖的發現增加了磷塊巖的新類型，為在火山區中基性輝石閃長玢巖中尋找磷塊巖，擴大磷塊巖資源開辟了新途徑。同時，為研究中國中生代火山成礦系列和礦床組成提供了新的內容。