第一阶段：中元古代熊耳群火山岩形成与初始矿质富集（约 18.5 亿至 14 亿年前）。 在中元古代早期，华北克拉通南缘处于陆缘火山弧环境，宽坪洋沿黑沟-栾川断裂向北俯冲，导致熊耳山地区发生大规模陆相火山喷发，形成了厚达 7600 米的熊耳群火山岩系，由玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩组成，以安山岩为主。这些火山岩从地幔源区携带了一定量的金、银、铅、锌、铜、碲等成矿元素，在火山喷发和随后的埋藏过程中，这些元素在某些岩性段和构造部位发生了初步富集，构成了后期成矿的潜在物质基础。熊耳群火山岩保存完好、未经历区域变质改造，杏仁构造、斑晶等原始火山结构清晰可辨，为后期含矿热液的渗透和交代提供了良好的孔隙度和渗透性条件。第二阶段：中生代早期陆陆碰撞造山与构造格架形成（约 2.5 亿至 1.8 亿年前，三叠纪-早侏罗世）。 这一阶段，华北板块与扬子板块发生碰撞对接，秦岭造山带最终形成。在熊耳山地区，地壳发生强烈缩短、增厚和隆升，马超营断裂表现为倾向北的 A 型俯冲带（陆内俯冲带），俯冲板片在深部发生变质脱水，释放出大量富 CO₂的变质流体。这些流体沿马超营断裂及其次级断裂向上运移，为后期成矿提供了部分流体和动力。同时，区域上形成了以北西西-近东西向为主的褶皱和断裂构造格架，熊耳群火山岩被卷入构造变形，形成了一系列近东西向的脆性-韧性剪切带和层间破碎带，为后期含矿流体的运移和储集准备了构造空间。这一阶段的构造环境以挤压和压剪为主，上宫金矿第一阶段（石英-黄铁矿阶段）的矿化就是在这种构造背景下开始的 。含黄铁矿的石英脉在压剪环境中形成，随后又被构造应力破碎成角砾，为后期主成矿期热液的贯入和胶结提供了有利条件。第三阶段：中生代中期构造体制转折与幔枝构造形成（约 1.8 亿至 1.0 亿年前，中侏罗世-早白垩世）。 这是上宫金矿成矿过程中最关键的构造转换阶段。中侏罗世-早白垩世，秦岭造山带由挤压向伸展转折，熊耳山地区进入区域性伸展和岩石圈减薄阶段。地幔热柱多级演化导致软流圈上涌，岩石圈底部发生部分熔融，形成了大规模的中酸性岩浆。在熊耳山地区，这些岩浆沿深大断裂上升侵位，形成了花山花岗岩基（面积约 280 平方千米，侵位时代 159 至 81Ma）以及五丈山、金山庙等岩体和一系列小型斑岩体、爆破角砾岩筒。岩浆的强力侵入导致核部岩浆-变质杂岩发生大规模隆升，上部熊耳群盖层则沿着近东西向主拆离带向外滑脱，形成了典型的幔枝构造。核部隆升揭顶、外围盖层拆离滑脱。在拆离带的上盘，由于正向滑脱作用，形成了一系列反倾向铲状断裂，其中北东向的金硐沟大断裂（康山-七里坪断裂）就是最主要的一条，它西南收敛、北东撒开，呈帚状分布，由数条次级断裂组成，带内可划分为 6 个含金构造蚀变岩带。深切上地幔的三门峡-鲁山断裂等深大断裂将岩石圈中的地幔薄弱带连接成树枝状网络，为深源含矿流体的上升提供了通道。地幔热柱-亚热柱-幔枝构造的通道被岩浆侵入所打通，同时岩浆活动提供了热能，来自深部（可能为核幔边界）的含矿热液随着幔枝构造进一步活动，沿轴部深大断裂上涌，运移到近东西向主拆离带后，被北东向金硐沟断裂切割，在断裂的局部引张部位（矿带变宽处、分支复合部位、产状转折部位）聚集，为成矿准备好了 "容器"。

第四阶段：早白垩世主成矿期-流体沸腾与金质沉淀（约 1.0 亿至 0.8 亿年前，燕山期中晚期）。 这是上宫金矿金质大量沉淀的主成矿阶段。来自深部的含矿热液（以 NaCl-H₂O-CO₂体系为主，富 CO₂、含矿质）沿金硐沟断裂带向上运移，当运移到脆-韧性过渡带（约 5 至 10 千米深度）时，由于压力骤降，流体发生沸腾（不混溶）。原本均一的含 CO₂热液分离为富 CO₂气相和富 NaCl 液相，CO₂大量逸失，导致金的硫络合物（如 Au (HS)₂⁻）失稳分解，金质大量沉淀。这个过程就像打开一瓶摇晃过的汽水 。压力骤降后二氧化碳大量逸出，溶解在液体中的物质随之析出。