在沉積巖中，二氧化硅礦物主要出現于碎屑巖和硅質巖中。它既可以作為陸源礦物，也可以呈自生礦物出現。這兩種二氧化硅礦物的成因極不相同，必須把它們區分開來。
陸源礦物即碎屑石英顆粒。有些碎屑石英顆粒含有包裹體，其包裏體可以分為氣液包裏體和礦物包裹體兩類。礦物包裹體又可根據礦物的晶形分為粒狀、針狀和片狀礦物等。包裹體的類型與石英的來源有關。一般地說，氣液包裹體多者（乳狀石英）幾乎都是來自石英脈；片巖及其他高級變質巖中的石英少見氣液包裹體；火山巖中的石英常清澈如水，很少含包裹體；而具金紅石針狀包裹體者多來自花崗巖。但是，由于包裹體在母巖中的產狀比較復雜，顆粒非常細小，鑒定又難，故其應用頗受限制。
根據石英的消光特征，可以將它分為無波狀消光石英和波狀消光石英兩類。波狀消光是一種應變晶體的簡單的光性表現，大多數巖石無論在結晶過程中或是在晶體形成之后，都會遭受某種變形。據統計，在深成侵入巖和變質巖中，無波狀消光的石英是很少的，一般不到10%；反之，在火山巖中，則很少見到波狀消光的石英，一般也不到10%。而且隨著時代的變老，波狀消光石英的含量也相應增加，因此石英的消光特征并不是母巖類型的可靠標志，甚至有人認為，用波狀消光來確定母巖性質是無效的。
根據石英的內部結構，又可將它分為單晶石英和多晶石英（又稱復晶石英）。單晶石英指的是由單個晶體所組成的顆粒，而多晶石英指的是兩個或更多個晶體的集合體，包括來自火成巖、變質巖和沉積巖的顆粒。一般來說，多晶石英的顆粒都比較大，且多晶形式是比較不穩定的。
自生二氧化硅礦物有三種變體，即蛋白石、玉髓和石英。此類礦物既可以單獨組成巖石，又可以呈膠結物產出。
1、蛋白石
蛋白石是直接從水溶液析出SiO2，膠體脫水而成的，因而是非晶質的，含水量很高（可達10%）。在薄片中，蛋白石無色透明，具負高突起。由于色散效應，在蛋白石與樹膠或石英接觸處顯黃色。無解理。正交鏡下全消光。蛋白石易與火山玻璃碎屑相混，但玻屑具特殊外形，其折光率不會低于1.490。蛋白石也容易和方沸石相混，但方沸石具有解理。與螢石的區別是，螢石有晶形且具解理。蛋白石是準穩定礦物，容易重結晶向玉髓轉變。因此，它僅存在于年輕地層中。
2、玉髓
玉髓是隱晶質的SiO2礦物，是由蛋白石結晶而成的，故其是介于蛋白石和石英之間的過渡類型。在薄片中，玉髓無色透明，負低突起。正交鏡下可見纖維狀晶體，呈花瓣或扇狀集合體，轉動物臺，玉髓纖維依次達到消光位，消光影呈波浪狀移動，這種消光特點稱扇狀消光。有時玉髓為球狀集合體，十字消光。Ⅰ級灰干涉色，主要為平行消光。福克曾提出要特別注意碳酸鹽巖中一種自生玉髓的類型，它可以用以判斷沉積環境和成巖環境。福克將這類玉髓分為負延性玉髓（負玉髓）、正延性玉髓（正玉髓）、水玉髓和斑狀玉髓。前者為淡水環境沉積或交代的產物，一般玉髓多屬此類。后三種玉髓可能是在蒸發環境中SiO2直接沉淀的，或是SiO2交代蒸發礦物形成的。
3、石英
自生石英多是由蛋白石經玉髓階段重結晶而來，也有從溶液中直接緩慢沉淀而成的。自生石英的主要特征是外形沒有任何磨蝕痕跡，彼此間常呈鑲嵌狀，有時呈自形晶體，有時外形與其所在空間相適應。自生石英呈次生加大邊產出，次生加大邊光潔透亮，與所圍繞的石英顆粒的成分、光性方位相同，但它們之間常有一圈鐵或黏土的薄膜分隔。
