龙头山金矿区位于南华准地台西南的大瑶山隆起西南段龙山复背斜西南倾没端,矿区所见岩浆岩主要为燕山期龙头山火山-次火山岩体及诸多酸性岩脉,是大平天山岩体西侧的卫星岩体。深部地层和岩体中的金元素在次火山-斑岩期后断裂构造热液的作用下逐步向上叠加、富集,并经历后期多次构造、热液叠加作用形成贫富不一的金矿体。