鄂西地区锰矿含矿层包括南华系大塘坡组、南沱组以及陡山沱组，其中尤以大塘坡组中的锰矿最为重要，而长阳古城锰矿是典型矿床之一。此类锰矿与贵州、湖南以及重庆等地南华系大塘坡期锰矿基本特征相似，称之为“大塘坡式锰矿”。锰矿赋存于南华系大塘坡组黑色岩系中，矿石主要为块状菱锰矿以及少量氧化矿石。矿石地球化学特征显示为高Mn低Fe；微量元素中Nb／Ta、Zr／Hf以及Y／Ho比值显示古城锰矿并非单纯的海相沉积作用成因，成矿时有较强的海底热流或热水沉积作用的参与；Fe-Mn．（Cu＋Ni＋Co）×10的三角图解以及logU—logTh图解均投影于热水沉积区；稀土元素显示出成矿过程中的非热水沉积与热水作用混合的特征。综合认为古城锰矿锰的富集受近岸陆棚局部海盆环境的控制，为热水沉积与海相沉积的混合作用而成。
