当砂岩中石英和燧石的含量占砂级碎屑总量90%（注意：成都理工大学教材为同时包括多晶石英和其它硅质岩屑的95%）以上时即为石英砂岩，砂岩中仅有少量长石、重矿物、云母或岩屑等碎屑。
一般情况下，石英大都为单晶石英，大部分石英碎屑常磨得很圆，表面光泽暗淡呈雾状，大小均一，分选良好，缺少泥质。石英砂岩具明显的颗粒支撑结构，杂基很少或没有，胶结物多为硅质（图1、图2）、钙质（图3）、铁质（图4）及海绿石质（图5、图6）等。
石英砂岩也会出现成分成熟度高而结构成熟度较低的情况，粒度分布为双众数，分选性和磨圆度都不高（图7），可能是由于石英砂在沉积之前曾经历了风成作用阶段（风成沉积中常见双众数砂），也可能是原始的石英砂岩中石英含量本来不高、只是由于后来成岩流体的改造导致了砂岩成分的净化。关于石英杂砂岩的成因可能是由于石英砂形成于高能的浅滩环境、堆积于障壁后的低能局限环境中而形成的，如白云质石英砂岩（图8、图9）。
当石英和燧石的含量占砂级碎屑总量在75%-90%（注意：成都理工大学教材为同时包括多晶石英和其它硅质岩屑的75%-95%）以上，则为长石石英砂岩（图10）和岩屑石英砂岩（图11、图12）。
石英砂岩是高度成熟的砂岩，它是是接近理论上砂岩演化的终极产物，是风化作用、分选作用和磨蚀作用持续较久和深化的终极产物。它的产出需要稳定的大地构造条件和砂的多旋回沉积作用。通常认为石英砂岩标志着稳定大地构造环境，并进而表明基准面的夷平作用以及长期的风化作用。
根据砂的磨蚀实验和现代河流的河砂研究，一般认为，这类高成熟的砂岩无论作用时间多么长久，都不大可能简单地由河流环境产生。石英砂岩主要产于海洋环境，这可以由其所含的海相化石和海绿石以及与海相层系共生等得到证实。
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