大毛沟岩体是在灰池子岩体形成之后不久又一次深成的、成分比前一次更酸性的岩浆活动的产物。其形成年龄为411.72±15.21Ma,为加里东期。它与变质岩围岩呈整合和谐式的侵入接触,与前已形成的片麻状花岗闪长岩则呈切割式的侵入接触,位于其边部或内部,其中常有片麻状花岗岩或秦岭群变质岩残体。岩体与其周围分布的伟晶岩脉群在岩性、成分和形成时代上都十分相近,因此被认为是区域上伟晶岩脉的母岩。