冬瓜山铜矿的成矿模式是长江中下游成矿带典型的燕山期层控矽卡岩型铜矿床成矿过程。燕山期，长江中下游地区处于岩石圈伸展减薄的构造环境，中酸性岩浆（石英闪长岩、花岗闪长岩）沿构造薄弱带大规模侵位。当岩浆侵入至石炭系黄龙组、船山组碳酸盐岩地层时，岩浆热液与灰岩、白云岩发生接触交代作用，启动成矿过程。
成矿可划分为六个阶段：①岩浆侵位与接触变质阶段，燕山期中酸性侵入体沿构造裂隙侵位于石炭系碳酸盐岩中，接触带围岩发生角岩化、大理岩化；②早期矽卡岩化阶段（高温热液，约400—600℃），岩浆热液与碳酸盐岩反应，形成钙铁榴石、钙铝榴石、透辉石等无水矽卡岩矿物；③退化蚀变阶段，温度降低，阳起石、绿泥石、绿帘石、蛇纹石等含水硅酸盐交代早期矽卡岩，蛇纹石岩型矿石即形成于矿体底部；④氧化物阶段，磁铁矿大量沉淀（矿石中磁铁矿含量8.45%）；⑤硫化物主成矿阶段（中温热液，约200—400℃），磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿依次沉淀，形成层状、似层状矿体，硬石膏型矿石在此阶段伴生产出；⑥碳酸盐化阶段（低温热液），方解石脉沿裂隙充填，成矿作用趋于结束。
矿体的空间分带严格受地层岩性和接触带构造双重控制。垂向上，从底板到顶板依次为含铜角岩型→含铜蛇纹石岩型→含铜磁黄铁矿型→含铜黄铁矿硬石膏型→含铜黄铁矿型→含铜矽卡岩型，反映了成矿流体从深部向浅部运移过程中温度和化学成分的梯度变化。水平方向上，矿体沿石炭系地层层位稳定延伸，在侵入体接触带附近品位增厚。控矿因素可概括为“三位一体”：燕山期中酸性侵入体提供成矿物质和热液，石炭系黄龙组、船山组碳酸盐岩及膏盐层提供有利围岩和硫源，接触带构造和层间滑动构造提供储矿空间。
冬瓜山铜矿是国内少有的埋深超千米的大型地下铜矿山，主矿体埋深-690至-1000 米，采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法回采。潘敏等（2026）研究表明，充填体具有低密度、低弹性模量和高应变特点，应力波传播效应明显弱于原岩，近爆心区域充填体侧质点振动峰值速度仅为原岩侧的60%，为深部矿山安全高效开采提供了技术支撑。
