大牛地区铁矿位于汶上-东平铁矿成矿带中北部。区内第四系广布,以临沂组为主,含矿地层为隐伏新太古代泰山岩群山草峪组磁铁角闪石英岩。基底构造线方向为NW 310°,褶皱构造、断裂构造均较发育,其规模不等,矿体受一定程度破坏。矿石自然类型为细粒条带状、条纹状磁铁角闪石英岩型,一般与顶底板岩石(黑云变粒岩)界线分明,沿走向与倾向常见夹石(层)且具分支复合现象,总体属有限延伸的板状矿体,主要控矿因素为地层、区域构造和区域变质作用,成矿类型为沉积变质型铁矿。