粤北棉花坑铀矿床矿体产于一组陡倾的、近南北向展布的构造蚀变带中,在矿体附近多见有细粒花岗质岩脉穿插,通过对该类脉岩的研究表明,其锆石U-Pb年龄为138.6±1.3Ma(MSWD=0.81),属于晚燕山期岩浆活动的产物。脉岩的硅含量高,镁、铁、钙和钛含量低,ACNK值均>1.1,CaO/Na2O值<0.3,刚玉分子数C>1.8%,属于典型的S型花岗岩类;脉岩中富集大离子元素K、Rb、Th而亏损Ba、Sr、Ti和P,稀土总量低,配分模式明显呈海鸥型,且表现出一定程度的"四分组效应",Eu亏损明显。细粒花岗质脉岩的侵入作用使围岩中的铀活化、预富集,因此铀矿化与其有成因联系。