光石沟铀矿床大地构造位置处于秦岭造山系东部的北秦岭加里东褶皱带,丹凤三角铀成矿区的东南部,矿床赋铀主岩为黑云母花岗伟晶岩。铀矿体严格受伟晶岩脉控制,矿石矿物主要为晶质铀矿,硅钙铀矿及铀黑等次生铀矿物仅见于地表以下20 m范围内的氧化带中。光石沟矿床石英中发育大量流体包裹体和少量熔融包裹体。流体包裹体可划分为富液相水溶液包裹体(Ⅰ型)、 CO₂包裹体(Ⅱ型)、含CO₂的三相水溶液包裹体(Ⅲ型)和含子晶包裹体(Ⅳ型)四类。包裹体测试结果表明,光石沟铀矿床形成于融体-流体过渡阶段,流体包裹体以富气盐水包裹体为主,含少量CO₂包裹体和含子晶包裹体,矿床均一温度范围为152~308℃,平均为233℃,盐度范围为7.2%~26.5%NaCleqv,平均10.0%NaCleqv,指示光石沟铀矿床成矿流体为中-高温、中-低盐度的NaCl-H₂O(-CO₂)流体体系。岩矿石的结构构造表明光石沟花岗伟晶岩型铀矿是典型的岩浆型同生矿床,即岩浆结晶分异形成的。在岩浆冷凝结晶晚期形成高挥发分、富流体的伟晶岩浆流体,侵位形成黑云母花岗伟晶岩脉。伴随着流体中的黑云母和磷灰石等富氟矿物的大量结晶,导致熔浆中氟大量减少,引起氟铀酰络合物遭到破坏,最终铀以晶质铀矿的形式结晶成矿。