马山硫铁（铁）矿位于马鞍山市东南约15公里，向山镇南约4.5公里，距国内著名的向山硫铁矿、凹山铁矿仅5公里，是一个大型硫铁矿床和中型铁矿床。目前该矿床已作为向山硫铁矿的接替矿山，于1989年开始了基建。矿区有公路通入向山镇，向山镇有公路、运矿铁路通往马鞍山市，交通方便。
矿区地处宁芜向斜中段南东翼，其林山-尖山断裂南端。矿区内仅见上侏罗统大王山喷发旋回的火山岩，岩石主要为粗面岩、粗安岩、粗安质角砾熔岩、安山质凝灰岩等，构成长轴方向约北东30°的“尖山火山穹窿”；岩浆岩主要有大王山旋回的次火山岩闪长玢岩，侵入于“尖山火山穹窿”的顶部附近，其中发育有“尖山隐爆角砾岩简”。硫铁矿体主要赋存在闪长玢岩与火山岩接触带外带的粗安岩中，少部分赋存于内带闪长玢岩之中。矿体呈似层状、凸镜状，总体走向北东25°—30°，倾向北西，倾角0°—20°，局部达30°；全区共有25个矿体，其中Ⅰ、Ⅱ号为主矿体，沿走向长度分别为1390米、723米，平均宽度为357米、287米，平均厚度为41.36米、43.21米，赋存于负218.59米—7.13米标高之间。铁矿体主要赋存于尖山隐爆角砾岩筒中，主矿体呈不规则的板状，走向北东30°，倾向北西，倾角65°—70°，沿走向长1040米，最大厚度90米，沿倾向延伸约500米，赋存于负500米至0米标高之间。组成矿石的主要矿物为黄铁矿，次为磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿，主要脉石矿物为长石、石英、绢云母、高岭石、绿泥石等，平均含硫13.4%。铁矿石主要矿石矿物为磁铁矿，次为赤铁矿、镜铁矿、黄铁矿。脉石矿物主要为斜长石，次为正长石、石英、碳酸盐、高岭石、绢云母等，平均含铁29.49%。目前认为硫铁矿属“火山-次火山岩浆期后中温热液型”，铁矿属“次火山岩浆期后气成高温热液型”。
硫铁矿石经选矿，精矿品位可达40.87%，回收率达96.7%；铁矿石经选矿精矿品位为57.46%，回收率为72.64%。可综合回收硫、磷。
该矿床浅部适于露采，深部可以坑采，无显著不利条件。向山硫铁矿于1979年开始了露采基建，第一期开采2—10线西段负96米标高以上的硫铁矿，设计年产矿石量80万吨，折合标矿24万吨，开采年限15年；第二期开采负200米标高以上的矿石，规模未定。目前基建尚未完成。
新中国成立前，地质学家丁格兰、谢家荣等进行铁矿调查的工作区包括马山，但均未对马山矿区做过专门阐述。
以找硫铁矿为目的的地质工作始于1952年12月，勘查最终成果报告提交于1984年9月，历时33年，经历了一个反复实践，反复认识，不断深化提高的过程。这个过程大致可以分为以下三个阶段：
1.1952年12月—1957年9月，为普查阶段
这一个阶段以地表硫铁矿化粗安岩为线索，综合运用地质测量、物探、钻探等手段，力求寻找具有工业价值的硫铁矿矿床，工作区范围逐渐加大，对矿床特征取得了初步认识，但未实现认识上和找矿成果的重大突破。
1952年12月—1953年1月，马鞍山矿务局于马山黄铁矿化粗安岩露头处施工了一个钻孔，深度99.79米，该孔0—12米含硫约12%，从此拉开了马山硫铁矿普查的序幕。
1953年，中央化工局地质处李树时等测制了1∶5000地质草图，动用了少量地表剥土工程。化工局资源勘测大队测绘了南山—马山一带1∶5000地形图27平方公里，地质部物探队在马山3.5平方公里范围内进行了自电和磁法普查，发现5个负电中心和一个磁异常中心，编制有简测及详测平面图，但无文字说明。
1954年1月，中央化工局组织人员编制了钻探设计，验证自电异常，至同年5月，施工12个钻孔，2400米钻探工作量，部分钻孔见到贫硫铁矿，因缺乏地表资料，无法对比矿层而停止工作。
1954年7—9月，化工部地质矿山管理局三四二队在区内马山、土地山、尖山等矿化露头较好的0.22平方公里范围内进行了地表工作，使用剥土工作量1107立方米，由张云腾编制了《安徽省当涂县马山矿区地表调查总结》。同年10月，在当时认为矿体可能较好的部位施工一个钻孔，孔深240.48米，但见矿情况不佳，故于1955年1月仍由张云腾综合整理以往资料，编制了《安徽省当涂县马山矿区地质调查补充报告》，计算硫铁矿矿石储量73万吨。由于工作区范围过小，无法了解矿区全貌。
1955年7月—1956年5月，三四二队在以马山为中心的25平方公里范围内进行了1∶1万的地质详查，由张顺才执笔编写了《安徽省当涂县马山矿区地质详查报告》（未复制）；重工业部地质物探八分队在本区进行了电法、磁法详查，由胡肃之主笔编制了《向山矿区附近物探工作结果报告》。在此基础上，1956年8月—1957年9月，三四二队又在马山矿区填制了1.5平方公里1∶2000地质图，施工浅钻67孔，工作量1465.43米，由张顺才主笔编制了《马山黄铁矿床地质调查总结报告书》，计算硫铁矿贫矿储量443万吨、贫磁铁矿石储量669万吨，当时三四二队队长为杨永瑾、队技术负责人为杨源昆。
2.1957年10月—1959年12月，为初步勘探阶段
这一阶段通过综合研究，已认识到硫铁矿矿体受接触带及火山岩岩性控制，认识上的长足进展导致了勘查成果的突破，矿区面积比原来扩大两倍多，矿石储量增长为原来的37倍。但过于乐观地把矿床勘探类型定为Ⅰ—Ⅱ类，以100×100米网距求较高级别储量，以200×100米的网距求低级别的储量，因而控制不了矿体内部的变化，不能作为开采设计的依据。
勘探施工自1958年5月开始至1959年12月完工，使用钻探工作量1.9万米，1∶2000地质填图3.1平方公里、浅井163.90米、槽探2812.73立方米，于1959年12月提交了《安徽省马鞍山市马山硫铁矿、铁矿床地质勘探最终报告书》，提交硫铁矿矿石储量1.62亿吨、铁矿石储量3394.7万吨。当时，三四二队队长是杨永相，技术负责人为鲍学文，报告编写者为张顺才、陈树林。该报告经省储委1963年复审，认为只相当于初步勘探，批准硫铁矿石储量1.62亿吨、铁矿石储量1781.0万吨。
1959年以后，马山矿区的地质工作停顿了15年。
3.1975—1984年，为对口勘探阶段
70年代中期，由于马钢发展急需后备资源基地，原来勘探马山的三四二队这时已并入三二二队，该队的全部力量都投入了铁矿普查勘探；而向山硫铁矿急需马山作为接替矿山，在这种情况下，化学工业部地质勘探公司安徽省地质勘探大队（后简称为化工部安徽省地质大队）承担了马山硫铁矿勘探任务，三二二队承担了马山地区铁矿勘探任务。这一阶段的特点是为设计和生产服务，设计部门、生产部门和勘探部门三结合确定工作要求，处理勘查中的重大问题。两个队的工作情况分述如下：
1975年4月—1980年5月，化工部安徽省地质大队对马山矿区4—13线进行了详细补充勘探，施工钻孔92个、工作量2.78万米，并完成1∶2000地质图修测3.2平方公里，选矿试样5个。于1981年提交了《安徽省马鞍山市马山硫铁矿中段详细勘探地质报告》，提交硫铁矿矿石储量8950.80万吨，平均含硫13.40%。这次工作将矿床勘探类型定为第Ⅲ类，采用50×50米的网距求高级储量，以100—200×100—200米网距求低级储量，矿床成因类型定为“火山喷发-热液充填交代型”。这段时期，该地质大队队长是王景森，大队技术负责人邓定和，矿区技术负责人张永良，报告编写人为张永良、李桂兰、胡秀琼、朱永禄、张祖华等。该报告经“三结合”审查后，认为主矿体部分地段工程控制程度不够，故于1982—1984年，化工部安徽省地质大队又对矿区10—13线施工了67个钻孔，计1.31万米工作量，主要控制Ⅰ、Ⅱ号主矿体负200米标高以上部分和首采地段，于1984年9月提交了《安徽省马鞍山市硫铁矿马山矿段详细勘探地质报告》。提交硫铁矿矿石储量1.06亿吨，平均含硫13.91%。这段时间，化工部安徽省地质大队的队长是刘明通，副总工程师为朱熊斌，报告编写人为朱熊斌、郑承良、张祖华。该报告于1985年8月24日经安徽省储委批准，批准负200米以上的硫铁矿矿石储量7609.8万吨，报告可作为矿山建设的依据。该报告获化工部安徽省化工局1985年科技成果四等奖、地质找矿二等奖。
1975年3月—1977年10月，省地质局三二二队对马山矿区的铁矿进行了勘探，施工69个钻孔，投入钻探工作量3.03万米，完成1∶2000地质图修测2.66平方公里，采选矿样试样2个，于1980年12月提交铁矿石储量4092.29万吨，平均含铁29.49%。该报告于1984年11月16日经省地矿局批准，批准铁矿石储量4092万吨，并获地矿部找矿四等奖。当时，三二二队队长为杨永相，队技术负责人为孙化东，分队长为沈迪彦，分队技术负责人为易武齐，报告编写人为易武齐、张希圣、方云波、任启鹏、海贤智等。
马山矿区历年来勘查硫铁矿的钻探工作量和投资情况如下：
1954—1959年钻探2.82万米，投资105万元（三四二队）；
1975—1984年钻探4.08万米，投资772万元（化工队）；
合计：钻探6.90万米，投资877万元。
使用于铁矿的工作量和投资情况为：
1975—1977年钻探3.03万米，投资106万元（三二二队）
硫铁矿勘查单位成本：普查—初勘0.006元/吨，普查—详勘成本0.115元/吨，铁矿石勘查单位成本0.026元/吨。
在上述单位成本计算中，矿石储量均为已经批准的储量数。
综上所述，马山硫铁矿、铁矿床从开始进行地质工作到最终成果报告的提交，历时33年，是几代地质工作者辛勤劳动的结晶，它凝聚了广大地质人员的智慧和才华，充分体现了他们默默无闻的奉献精神，同时也说明，地质事业是一项艰苦而光荣的事业，是国家社会主义工业建设的开路先锋。