陕西铁河石墨矿区大安沟矿段大地构造位于秦岭褶皱系印支褶皱带,白水江—白河褶皱束的中部。通过野外地质特征调查和矿物特征梳理,结合资料分析和碳同位素测试分析,可知矿床主要产在中—上志留统第五岩性层黑云斜长片麻岩内,矿体形状呈似层状,矿石类型主要为含石墨片麻岩,石墨呈叶片状、鳞片状和板状集合体多延片理方向定向排列。石墨δ~(13)C测试值在-22.69‰~-23.25‰之间,平均为-22.96‰,表明石墨物源为有机碳。综合推测,大安沟石墨矿矿床成因为有机成因的晶质石墨矿床。