中生代晚期（约 1.6 亿至 1.2 亿年前），滇东南老君山矿集区经历了从地壳收缩向伸展减薄的构造转换。在伸展构造背景下，岩石圈松弛拉张，深部地壳物质发生部分熔融，形成了老君山复式花岗岩体的岩浆活动。矿区内发育的近南北向韧性滑脱断层（F1、F2）及其派生的层间构造破碎带，为含矿流体的运移和沉淀提供了通道和储矿空间。老君山复式岩体为一套过铝质、高钾钙碱性系列的 "S" 型花岗岩，是地壳重熔的产物，成岩时代持续时间较长（约 1.18 亿至 0.80 亿年）。岩浆在上升侵位和结晶分异过程中，晚期残余岩浆极度富集挥发分（以氟为主）、碱金属和钨、锡、钼、铋等成矿元素，形成了一种上部偏液、下部偏浆的岩浆-热液过渡态流体。这种流体既不完全是岩浆，也不完全是热液，而是二者之间的过渡状态，南温河钨矿石英和石榴子石中广泛发育的熔融包裹体和熔体-流体包裹体即是其直接证据。第一阶段，岩浆-热液过渡态流体沿高角度断裂（"穿层" 构造）向上运移，成为含矿流体上升的主干通道。第二阶段，当流体运移至南秧田岩组第二段的层间滑脱构造面时，由于岩性差异（碳酸盐岩夹层化学性质活泼、碎屑岩孔隙性好、泥岩具遮挡性），流体沿缓倾斜的层间构造面顺层贯入，形成 "顺层" 石英脉-长石石英脉。
第三阶段，顺层贯入的流体与两侧围岩（尤其是含碳酸盐岩的层位）发生强烈的接触交代作用，形成透辉石-透闪石矽卡岩、石榴子石矽卡岩和绿帘石矽卡岩等钙质矽卡岩，同时白钨矿大量沉淀，形成层状、似层状矽卡岩型白钨矿体。
第四阶段，随着流体温度和盐度逐渐降低，在矽卡岩外侧形成浸染状白钨矿化和金属硫化物（黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等）矿化。白钨矿 Sm-Nd 同位素年龄（126±6.7 百万年）和区域年代学数据综合表明，南温河钨矿形成于约 1.20 亿年前的燕山晚期，与老君山复式岩体早阶段岩浆活动相对应，属于南岭地区大规模钨锡成矿高峰期的产物。矿床西侧约5公里处出露老君山复式花岗岩体，矿区深部也已揭露出隐伏花岗岩体，都龙锡多金属矿床深部隐伏花岗岩的成岩时代为 117.1 百万年，与南温河钨矿的成矿时代高度吻合，共同构成了老君山矿集区燕山晚期岩浆-热液成矿系统。
