在沉积岩中，二氧化硅矿物主要出现于碎屑岩和硅质岩中。它既可以作为陆源矿物，也可以呈自生矿物出现。这两种二氧化硅矿物的成因极不相同，必须把它们区分开来。
陆源矿物即碎屑石英颗粒。有些碎屑石英颗粒含有包裹体，其包裏体可以分为气液包裏体和矿物包裹体两类。矿物包裹体又可根据矿物的晶形分为粒状、针状和片状矿物等。包裹体的类型与石英的来源有关。一般地说，气液包裹体多者（乳状石英）几乎都是来自石英脉；片岩及其他高级变质岩中的石英少见气液包裹体；火山岩中的石英常清澈如水，很少含包裹体；而具金红石针状包裹体者多来自花岗岩。但是，由于包裹体在母岩中的产状比较复杂，颗粒非常细小，鉴定又难，故其应用颇受限制。
根据石英的消光特征，可以将它分为无波状消光石英和波状消光石英两类。波状消光是一种应变晶体的简单的光性表现，大多数岩石无论在结晶过程中或是在晶体形成之后，都会遭受某种变形。据统计，在深成侵入岩和变质岩中，无波状消光的石英是很少的，一般不到10%；反之，在火山岩中，则很少见到波状消光的石英，一般也不到10%。而且随着时代的变老，波状消光石英的含量也相应增加，因此石英的消光特征并不是母岩类型的可靠标志，甚至有人认为，用波状消光来确定母岩性质是无效的。
根据石英的内部结构，又可将它分为单晶石英和多晶石英（又称复晶石英）。单晶石英指的是由单个晶体所组成的颗粒，而多晶石英指的是两个或更多个晶体的集合体，包括来自火成岩、变质岩和沉积岩的颗粒。一般来说，多晶石英的颗粒都比较大，且多晶形式是比较不稳定的。
自生二氧化硅矿物有三种变体，即蛋白石、玉髓和石英。此类矿物既可以单独组成岩石，又可以呈胶结物产出。
1、蛋白石
蛋白石是直接从水溶液析出SiO2，胶体脱水而成的，因而是非晶质的，含水量很高（可达10%）。在薄片中，蛋白石无色透明，具负高突起。由于色散效应，在蛋白石与树胶或石英接触处显黄色。无解理。正交镜下全消光。蛋白石易与火山玻璃碎屑相混，但玻屑具特殊外形，其折光率不会低于1.490。蛋白石也容易和方沸石相混，但方沸石具有解理。与萤石的区别是，萤石有晶形且具解理。蛋白石是准稳定矿物，容易重结晶向玉髓转变。因此，它仅存在于年轻地层中。
2、玉髓
玉髓是隐晶质的SiO2矿物，是由蛋白石结晶而成的，故其是介于蛋白石和石英之间的过渡类型。在薄片中，玉髓无色透明，负低突起。正交镜下可见纤维状晶体，呈花瓣或扇状集合体，转动物台，玉髓纤维依次达到消光位，消光影呈波浪状移动，这种消光特点称扇状消光。有时玉髓为球状集合体，十字消光。Ⅰ级灰干涉色，主要为平行消光。福克曾提出要特别注意碳酸盐岩中一种自生玉髓的类型，它可以用以判断沉积环境和成岩环境。福克将这类玉髓分为负延性玉髓（负玉髓）、正延性玉髓（正玉髓）、水玉髓和斑状玉髓。前者为淡水环境沉积或交代的产物，一般玉髓多属此类。后三种玉髓可能是在蒸发环境中SiO2直接沉淀的，或是SiO2交代蒸发矿物形成的。
3、石英
自生石英多是由蛋白石经玉髓阶段重结晶而来，也有从溶液中直接缓慢沉淀而成的。自生石英的主要特征是外形没有任何磨蚀痕迹，彼此间常呈镶嵌状，有时呈自形晶体，有时外形与其所在空间相适应。自生石英呈次生加大边产出，次生加大边光洁透亮，与所围绕的石英颗粒的成分、光性方位相同，但它们之间常有一圈铁或黏土的薄膜分隔。
