据岩相古地理研究成果，通过对本溪组古生物群的分布与生物地层划分，认为河南含矿岩系本溪组在不同地区的时代是不同的，具有明显的穿时性，本溪组沉积于晚石炭世－早二叠世早期。晚石炭世，豫西地形较高，为华北南缘古陆分布区，古海岸线在荥阳市南－孟州北—济源北一线，海水来自北东方向，至早二叠世后，往西南方向侵入豫西地区。因此，位于豫西地区的新安县郁山铝土矿床成矿时代为早二叠世。据郁山矿区典型的钻孔微量元素的比值如Cr/TiO2、Hf/TiO2、Nb/TiO2、Th/TiO2、Zr/TiO2等分析，认为本溪组沉积基底马家沟组白云岩、之上粘土质菱铁矿层以及铝土矿之间没有明显的相关性，说明铝土矿物质来源与基底碳酸盐岩关系不大。
通过对郁山矿区钻孔内铝土矿样品中锆石、金红石、锐钛矿颗粒扫描电镜形貌的观察分析，认为这些颗粒都经历了一定程度的磨损和溶蚀以及破碎作用，说明锆石经历一定距离的搬运作用，反映铝土矿物质来源为异地，而非原地物质。通过对矿区两个铝土矿样品中的碎屑锆石来做SHRIMP－IIU－Pb测年，通过铝土矿锆石年龄结构分别集中于Ma与Ma，与北秦岭元古代和古生代的两期造山活动相对应，证实了秦岭古陆提供了重要铝土矿成矿物质（李中明等，）。
郁山铝土矿床的形成经历了“三期五阶段”:“三期”包括铝土矿体就位、埋藏、改造保存三个成矿时期;“五阶段”包括物源准备和搬运、同生、成岩、后生、风化和表生五个成矿阶段。矿床的成矿模式为“古陆风化+碎屑和化学沉积”(图5，李中明等，)。
一、铝土矿体就位期该成矿期包括物源准备和搬运、同生沉积两个成矿阶段。
(1)物源准备和搬运阶段
晚石炭世时河南省中西部长期处于属热带－亚热带，气候湿热且有干旱季节，为各类岩石的风化提供了良好的条件。经过中奥陶世至上石炭世约1.4亿年的地质史，豫西及周边地区一般经历着深刻的风化剥蚀。位于豫西北西的中条古陆和南西的秦岭古陆铝硅酸岩分布广，在物理、化学和生物共同作用下风化形成广阔成熟风化壳，提供了丰富的红土等富铁铝物质，甚至三水铝土矿及吸附型稀土矿，富铁铝物质主要由粘土、鲕粒、豆粒、碎屑等组成，矿物主要有高岭石、伊利石、蒙脱石、刚玉、三水铝石、一水软铝石，锆石、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿、水铝英石(铝凝胶)等。豫西奥陶系碳酸盐分布区逐渐形成钙红土堆积的准平原，许多地区形成了不同规模和形态的岩溶洼地，包括溶斗、溶洼、溶盆和溶原等负地貌，为富铝物质的沉积准备了空间条件。至早二叠世，突发性的震荡式海侵在豫西形成了具陆表海特点的泻湖，包括郁山铝土矿床形成的渑池海相泻湖，总体海水深度不大，局部达浪基面以下。一方面，周边古陆的富铁铝物质在洪水、河流等作用下主要以牵引流和重力流两种类型向渑池泻湖搬运，另一方面，震荡式海侵的过程中，在波浪、潮汐(包括风暴潮)的作用下，主要以牵引流类型向湖中搬运。富铁铝物质被搬运的形式以碎屑为主，其次，在淡水条件及由生物产生的腐植酸等的护胶作用下，铁铝物质存在Al(OH)和Fe(OH)等形式。经过长期的积累，渑池泻湖已富集了丰富的富铁铝物质。
新安县郁山地区地处泻湖的东部潮坪区，主要包括潮间和潮下带，一般主要在波浪和潮汐的作用下，呈碎屑形式的富铁铝物质，总体由陆向湖心、由粗而细逐渐机械分异，由于含铝矿物密度小于含铁矿物，因此，同样的粒度，富铁物质首先分异沉积，相对近陆分布。同时，由于海洋pH、Eh等物化条件的变化，运移而来的Al(OH)和Fe(OH)等胶体发生聚沉作用，常以微细的碎屑为核心形成富铝豆鲕和菱铁矿鲕，可形成水铝英石。在正常海洋条件下，可在湖底暂时沉积富铁铝层，但较频繁的海平面小幅度升降变化和周期性风暴潮的发生，常打碎富铁铝层，并混合其他富铁铝物，再搬运、再机械化学分异、再沉积，形成铁铝碎屑含鲕、鲕中含砾、复鲕、碎鲕等再沉积物。如此，经过长期的物理、化学分异，多次沉积、搬运，为最后铝土矿矿体的就位提供了充要条件。
(2)同生阶段
在海平面相对稳定期，在风暴潮叠加作用下，由近陆向湖心、由下而上，富铁铝物质开始最后的沉积就位。相同粒级，按富铁→富铝→含硅物质机械分异沉积;同种物质，按粒级由大而小机械分异沉积;铁铝胶体由多变少化学分异沉积，并形成大量沉积型豆鲕;铁、硫、碳酸根等离子由少变多化学分异沉积。沉积物受沉积基底形态影响，使最后就位形成的铝土矿沉积物规模和厚度也不同。自潮上→潮间→潮下带上部→潮下带下部，风暴潮作用强度有弱→较强→强→较弱的变化，导致沉积物机械分异程度有相同的变化。因此，综合分异、就位沉积的结果是:铝土矿矿化平行湖岸总体出现水平分带，同时形成垂向分带现象。郁山地区富铝物质在同生阶段完成了最后的富集、就位后，在海解作用下，有机质逐渐被分解，可出现少量的海绿石和黄铁矿自生矿物，Al2O大于40%且A/S大于1.8的固体沉积物已大规模就位沉积，并在以后的演化中未发生较大的变化，因此，标志着铝土矿体决定性的形成。该期发生两次较明显的规模性海侵，在风暴潮的叠加作用下，局部地段沉积了多层铝土矿体。
二、铝土矿体埋藏期该成矿期包括成岩和后生两个成矿阶段。
(1)成岩阶段
由于沉积环境和物源的较大变化，富铁铝物质结束沉积，郁山地区开始了太原组灰岩和长石石英砂岩等沉积，含铝岩系逐渐被埋藏。随着山西组－三叠系地层的沉积，其上覆沉积厚度大于m，铝土矿体和含铝岩系一起在压实作用下不断失水，物质成分基本保持不变，密度不断增加，逐渐被固结石化，作用时间可达百万年。该阶段被埋藏的含铝岩系与底层海水隔绝，主要在厌氧细菌的作用下，分解有机质和孔隙水中的SO42－(被囚捕的海水)，释放出H2S，使Eh值降低形成还原条件，而pH值急剧加大，可达9以上。在这种碱性还原孔隙水的作用下，铝土矿体及整个含铝岩系中在同生阶段的(Fe+)氧化物可被还原产生黄铁矿、菱铁矿和鳞绿泥石等。
该阶段一些矿物发生了转化:三水铝石可转化为一水软铝石，可进一步出现一水硬铝石；高岭石在孔隙水富K+时逐渐转变为伊利石，在富Mg2+时则向绿泥石转化;蒙脱石在富含Fe2+和Mg2+的孔隙水中，逐渐转变成绿泥石/蒙脱石混层粘土矿物，并向绿泥石转化，而在富含K+孔隙水中，会通过伊利石/蒙脱石粘土的中间状态逐渐转变为伊利石等。因此该阶段伊利石、一水软铝石明显增多，绿泥石不断增加，并出现新的一水硬铝石。铝土矿体内出现缝合线构造，半固结的豆鲕出现平行层面的压扁现象，形成平行定向构造。由于水的流动，携带了更细小的富铝颗粒，在局部重新沉积不断堆叠，形成渗流构造。该阶段总体对铝土矿体形成有利，使矿石基本具备了最终的各种物理化学特征。
1—第四系；2—三叠系；—二叠系孙家沟组；4—二叠系石盒子组；5—二叠系山西组；6－二叠系太原组；7－石炭系本溪组；8—奥陶系马家沟组；9—寒武系；10—硅铝酸盐基岩；11—铝土质泥岩带；12—泥晶-粒泥铝土矿；1—砂砾屑铝土矿；14—铁质泥岩；15－菱铁矿；16－灰岩、白云岩等；17—鲕粒灰岩、白云岩等；18—灰岩；19—泥岩、粉砂质泥岩、砂岩层；20—泥岩砂岩等；21—长石石英砂岩；22—泥岩、砂岩、含碳泥岩等；2—煤层；24－地质界线；25－成矿物质运移方向；26—不整合界线；27—风化及表生作用；28—断层
图5新安县郁山铝土矿床成矿模式图（据李中明等，）
(2)后生阶段
随着上覆地层的加厚，铝土矿体承受的静压不断增大，尤其是在构造运动的作用下，如板块由南向北的不断运动产生的巨大构造力，固结的铝土矿体及赋存的含铝岩系会发生破裂，出现大量裂隙，有利于沉积水的流动，发生剧烈的后生变化，甚至变质作用。由郁山矿区该阶段含铝岩系顶部发育的煤层分析，其变质程度不断升高，已转化为焦煤，显示铝土矿层埋深可达m以上，环境温度曾达到15～℃。一般沉积水为弱碱性－弱还原，其作用时间可达亿年以上。沉积水有来自沉积基地奥陶系碳酸盐岩的偏碱性水，也可有来自上覆煤系地层的偏酸性水，其流动区域和混合程度均对后生作用有直接影响。在上述围岩条件和沉积水的长期作用下，铝土矿体及赋存的含铝岩系进一步发生复杂变化:三水铝石和一水软铝石消失，均转化为一水硬铝石，部分透明、自形程度高、颗粒较大的硬水铝石可能为富铝真溶液直接析出形成；蒙脱石消失，均转化为伊利石和硬绿泥石；部分高岭石转化为伊利石，得以保存者有序度不断提高；微细的黄铁矿和菱铁矿重结晶，颗粒不断增大；硬水铝石可被溶蚀，可被交代形成伊利石和高岭石；出现斜穿层的方解石、白云石、黄铁矿细脉等。该阶段郁山铝土矿矿体经历了富集和贫化等复杂的作用过程。
三、铝土矿体改造保存期该期郁山铝土矿体经历了风化和表生作用被改造保存。埋藏期后，郁山地区经历了北东挤压、北西挤压和南北向伸展三期构造运动，形成了北西、北东和近南北向断层叠加的架子沟背斜，核部含铝岩系被风化剥蚀殆尽，现今的郁山铝土矿体在翼部得以保存，围绕背斜核部呈带状分布。抬升至浅表区和中深部裂隙带的铝土矿体(层)在风化和表生作用下，黄铁矿和菱铁矿可逐步被氧化淋沥掉形成空洞，也可形成赤铁矿和针铁矿，同时，由于天水的淋滤，在强酸条件下，部分硅以离子形式被带走，可发生“脱硫去硅”作用，矿体进一步富集，品位得以进一步提高，矿石颜色被铁染或变浅，密度则有所减小。偶尔可见的氯化钠也为表生作用产物。郁山矿区地下水水位变动带及断裂带下界面为风化和表生作用下限，一般埋深大于m，沿断裂带可深达m。该阶段总体有利于矿体形成（李中明等，）。