沉積成因的凹凸棒石有兩種形成方式：

一是凹凸棒石直接從富鎂硅鋁弱堿性水溶液中直接結晶形成；水溶液直接結晶形成的高品位凹凸棒石黏土中，納米棒狀凹凸棒石晶體平行或近平行生長，形成束狀集合體，稱為晶束。

二是蒙脫石與富鎂孔隙液的反應，鎂離子進入蒙脫石結構，逐步從層狀結構硅酸鹽轉變?yōu)殒湆訝罱Y構硅酸鹽。

這兩種形成機制經(jīng)常同時在一個凹凸棒石黏土礦床中出現(xiàn)。依據(jù)與凹凸棒石共生的主要礦物不同，把凹凸棒石黏土礦石劃分為：

高品位凹凸棒石黏土

蛋白石凹凸棒石黏土

白云石凹凸棒石黏土

蒙脫石凹凸棒石黏土

其中高品位凹凸棒石黏土、蛋白石凹凸棒石黏土、白云石凹凸棒石黏土中的凹凸棒石主要通過水溶液直接結晶形成，其微觀結構特征分別是蛋白石、白云石與凹凸棒石嵌生。蒙脫石凹凸棒石黏土主要通過蒙脫石向凹凸棒石的轉化形成，保留了蒙脫石片狀假象，成為棒狀凹凸棒石與蒙脫石轉化殘余（崩解為更細小的納米顆粒）構成凹凸棒石與蒙脫石復合體。