鳳凰山鐵礦位于皋蘭縣東北105公里。礦區一帶地層屬古生代變質巖系，含鐵礦二層，下層分布于折腰山、金鴿山及石房子；上層較厚，露頭呈現于火焰山；地層自上而下為：①黃土、綠色片巖；②鐵礦層，厚約5米；③殘余粘土；④白灰色云母片巖；⑤灰綠色板巖；⑥灰紫色片麻巖；⑦含鐵礦層，厚約4米；⑧白色粘土層；⑨灰綠色板巖，厚約18米；⑩石英巖。礦石巖物為赤鐵礦及褐鐵礦。火焰山鐵礦體長850米，延深為450米，厚5米，儲量為765萬噸；折腰山鐵礦體長800米，延伸450米，厚為4米，估算儲量288萬噸。