第一阶段：太古宙绿岩带形成与初始矿源层奠定（太古代，约 25 亿年前）。 太古代时期，冀东地区为海底火山活动环境，基性火山岩（玄武岩）、火山碎屑岩和沉积岩大量堆积，形成了遵化群等绿岩带地层。这些基性火山岩从地幔中带来了一定的金等成矿元素，为后期成矿奠定了初始物质基础。随后，区域变质作用使这些火山-沉积岩系发生角闪岩相-高角闪岩相变质，形成斜长角闪岩、角闪片麻岩等变质岩石。太古代末期，受东西向强烈挤压应力作用，围绕迁安古隆起形成一系列向西凸出的紧闭倒转褶皱，金厂峪复背斜在这一时期形成，同时伴随混合岩化作用。在褶皱倒转翼和陡翼，形成了北北东向的构造薄弱面（片理雏形），为后期成矿准备了构造空间。第二阶段：中生代构造活化与岩浆热液形成（印支期-燕山早期，约 2.3 亿～1.95 亿年前）。 中生代早期，受燕山陆内造山运动影响，区域处于南北向挤压、东西向拉张的构造背景，近东西向马兰峪背斜横跨叠加在太古宙褶皱之上。南北向挤压使太古宙形成的构造薄弱面（片理面）活化张开，形成了含矿热液的运移通道和储存空间。与此同时，区域岩浆活动强烈，南部的青山口燕山期岩体和北部的都山印支期岩体相继侵位。深部岩浆上涌过程中，使太古宙绿岩带地层发生部分重熔，地幔、下地壳和围岩中的金等成矿元素进入岩浆热液系统，形成富含 Au、Fe、Mo、S、Na、Si 等组分的含矿热液。硫同位素（δ³⁴S 接近 0‰）和铅同位素特征表明，成矿物质主要来源于深部岩浆，部分来自围岩绿岩带的重熔。第三阶段：主成矿期 —— 热液贯入与金沉淀富集（燕山期，约 195Ma）。 含矿热液沿北北东向挤压片理化带贯入，成矿作用经历了从钠长石脉到石英脉再到石英-多金属硫化物脉的演化过程。早期阶段，富钠的碱性热液沿张开的片理面贯入，形成肉红色钠长石脉，此时热液温度较高、氧化程度较强，伴随钠长石化、硅化等蚀变，金品位一般较低。随着成矿作用进行，热液物理化学条件变化（温度降至 260～320℃、pH 值变化、氧化程度减弱），石英开始大量沉淀，形成石英大脉和复脉；随后进入石英-多金属硫化物脉阶段，黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿、方铅矿等金属硫化物大量沉淀，早期含金黄铁矿发生再活化为富金辉钼矿提供 Au 源，自然金以裂隙金、晶隙金、包体金形式大量富集，形成工业矿体。晚期形成石英-碳酸盐脉，金属硫化物减少，矿化减弱。矿体在褶皱倒转翼、构造交汇部位和片理化带扩容处最为富集。第四阶段：成矿期后抬升剥蚀与表生氧化（燕山晚期以来，约 1 亿年至今）。 成矿后，区域持续抬升剥蚀，使深部形成的矿体逐渐出露地表。浅部矿体遭受风化氧化，黄铁矿等硫化物氧化为褐铁矿，形成氧化带和次生富集带。长期的剥蚀使金厂峪金矿成为我国开采历史最悠久的金矿之一。