礦區出露的主要地層和巖石有太古代泰華群的黑雲母角閃巖片麻巖、角閃巖和混合片麻巖，中元古代熊耳群的安山巖、英安巖、流紋巖、凝灰巖、火山角礫巖和集塊巖。區內巖漿活動頻繁，礦區西北部的花崗正長巖和黑雲母花崗巖產於基巖中。巖脈包括正長斑巖、花崗斑巖、應時二長斑巖、輝綠巖斑巖和煌斑巖。礦脈包括應時脈、螢石脈和方解石脈。區內斷裂構造可分為近東西向、西北向、東北向和南北向四組。NE向斷裂構造規模大，長數公裏，寬數米至十幾米，傾向東南，傾角45°-70°，是壹個導礦控礦構造。其次是近東西向構造，長1 km以上，寬幾米至十幾米，北傾，傾角35°-65°，是本區主要控礦構造。礦區內共有15條金礦脈。其中1和14礦脈勘探程度較高。礦體呈脈狀、透鏡狀、囊狀、不規則狀。礦體的產狀與控礦構造基本壹致。礦體長度40-450m，厚度約1m，最大厚度10m，礦體平均品位5-10g/t。
該區最早的地質調查是在1931年，王佑等人對德亭至余曼地區的砂金進行了兩次調查。1956-1983期間，核工業系統2009、309、308隊各分隊、中隊先後對該區進行了鈾區域調查和普查。安溝、蛇溝口、桃園溝、火燒溝、下曹花園等地鈾礦床地表及深部均有出露。1972年，河南省革委會地質局地質三隊進行了1 ∶ 5萬地質調查。65438 ~ 0985年，核工業部308大隊科研隊朱等人對豫西地區航空放射性測量和航空磁測資料進行了整理研究，提出熊耳山地區具有良好的金礦化遠景，圈定了金礦找礦靶區。同年，省地質科學研究所研究柴木關遙感影像，姚溝金礦在圈定的找礦範圍內。1986年3月，河南省地礦局地球物理勘探隊第五隊首次發現該金礦床，命名為瓜溝金礦，隨後第六隊蔣正權在該礦床開展地質找礦工作。1∶2000地質調查0.5平方公裏，挖探槽15條，開挖土石方1500立方米，發現含金礦脈8條。1986結束時，第六隊編制了詳細的調查工作設計，但沒有實施。同年，冶金部518隊從河北來到河南找金，也在礦區進行了少量工作，後撤回。
1987年初，河南省地礦局第二地質測量隊在瓜溝金礦進行普查。開挖2500立方米，鉆4孔，鉆500米，提交黃金遠景儲量2噸。同年，核工業中南地質勘查局308隊六支隊等人來到該區，在308隊馬喜峰、李存厚、馬調查勘探的基礎上，開展了金礦普查工作，並將金礦更名為窯溝金礦(位於掛溝以南、窯溝以北)。在相關部門的協調下，第二地質調查隊將資料交由308隊有償使用，退出礦區，308隊繼續工作。
308隊三隊在六隊普查的基礎上進行了詳查。技術總監高慶森等人通過工作，發現14號礦脈為該區最佳礦脈。1988年2月，308隊總工程師朱守信組織人員對窯溝金礦開拓前景和突破重點進行論證，提出了以14號脈為主，4號脈為輔的勘探方案。
為查明成礦規律，北京鈾礦地質研究所張在308隊李文幹的帶領下，對熊耳山南麓金礦成礦遠景及窯溝金礦控礦因素進行了研究。指出金礦床受應時脈和構造蝕變巖控制，礦體的大小和富礦性與控礦構造的規模、脈活動和蝕變有關。大部分金礦集中在構造復合部位與輝綠巖玢巖脈、煌斑巖脈和正長斑巖脈的破碎接觸帶中。礦體產於某些高程剖面。
1988年6月至10年6月，朱守信總工程師、崔順副總工程師、吳歌高級工程師及總工辦各專業技術負責人深入窯溝協助三隊提交中間詳勘報告。取得了良好的地質效果，4號、14號礦脈詳查中間報告在省儲委評審結束時提交。控制儲量為1860 kg，為瑤溝金礦100噸選礦廠的籌建提供了依據。1989，詳查曝光工作繼續。在科研工作的指導下，遠景儲量控制在1927 kg，普查提升儲量為1321 kg，使窯溝金礦初具規模。
從65438年到0990年，窯溝金礦由詳查轉為勘探。8月，著名地質學家屠光池教授考察窯溝金礦，指出窯溝地區金礦化地質環境良好，發展前景巨大。但地質構造復雜，工作難度大。同年，2300的付祥林研究員研究了圍巖蝕變與金礦化的關系，首次提出金礦化與鉀有關，為金的活化富集創造了條件。1991年的勘探工作在1、14、27、28、35號礦脈進行。由於地質構造和成礦作用復雜，走了壹些彎路，造成了投資大、成果小的現象。1992年7月至9月，核工業中南地質勘查局地質處何百安高級工程師帶領工作組到窯溝指導幫助，全面核對原始編目資料，進行現場審核，全面編制礦體立體圖和中段平面圖。提出1礦脈不僅受主應時礦脈控制，還受派生的應時礦脈制約，為礦體圈定提供了地質依據。
目前，窯溝金礦控制儲量已達到中型礦床規模。已建礦井的設計生產能力由100噸/日擴大到150噸/日。