矿床的成矿母岩为隐伏于地下深处的燕山期花岗岩体，该岩体属富碱质、超酸性、铝过饱和型花岗岩。矿体赋存于隐伏花岗岩体顶部外接触带的震旦系变质砂岩、板岩、片岩中，而非直接产于花岗岩体内。钻孔资料显示，主矿带西区在标高500～100米间见大量花岗岩脉侵入，随深度加大岩脉条数增多、厚度加宽；东区花岗岩体隐伏在标高- 100米以下；雷公地区段花岗岩体埋藏更深。这种 "上有变质岩盖层、下有隐伏花岗岩体" 的空间结构，为含矿热液的运移和沉淀提供了理想的构造-岩石圈闭条件。画眉坳钨矿的形成是华南地区大规模钨锡成矿作用的一部分。该矿床位于南岭东西向构造带与武夷北东向构造带的复合交汇部位，成矿时代（约 157Ma）与华南地区燕山早期大规模钨锡成矿事件完全一致。在这一时期，华南地区受古太平洋板块俯冲的影响，岩石圈发生伸展、减薄，地壳大规模重熔，形成了一系列花岗岩体和与之相关的钨锡矿床。画眉坳钨矿与赣南地区的西华山、盘古山、大吉山等著名钨矿一起，共同构成了世界闻名的 "赣南钨矿带"。这些矿床虽然在具体特征上各有差异，但都遵循着类似的成矿模式，燕山期花岗岩提供成矿物质和热源，含矿热液沿构造裂隙运移，在内外接触带的有利空间中沉淀形成石英脉型钨矿体。画眉坳钨矿以其 "隐伏岩体、外接触带、陡倾斜大脉、清晰分带" 的典型特征。
