水底沟石墨矿位于华北地台南缘鲁山—舞阳石墨成矿带上。含矿地层为中太古界太华群水底沟组,矿石类型主要为片麻岩型晶质石墨矿。通过野外工作及室内研究分析,认为该石墨矿成因类型为前期碳源沉积—后期区域变质型矿床。