Nguồn gốc thành tạo các mỏ đá quý liên quan đến thành tạo ngoại sinh: Phong hóa - trầm tích.

Ngay khi chúng ta đang chìm vào giấc ngủ, mọi thứ dường như đứng yên, thì có một thứ vẫn luôn vận động. Đó chính là Trái Đất. Trái đất vẫn đang tự quay quanh trục của nó, và quay quanh Mặt trời. Bản thân những vật chất tồn tại trên Trái đất cũng có những sự dịch chuyển khác nhau mà con người rất khó để nhận biết. Hiện nay hầu hết những nhà khoa học nghiên cứu về Trái đất và những nhà địa chất học đều đồng thuận với thuyết “Kiến tạo mảng”. Ở đó chỉ ra nguyên nhân của sự trôi dạt lục địa và sự tách giãn các đại dương (Nam Mỹ và Châu Phi đang rời xa nhau với tốc độ 3 cm/ năm, sự hình thành của dãy núi Hymalaya do sự dịch chuyển gần lại nhau của hai mảng lục địa Ấn độ tiến sát vào Châu Á, hay dãy Alpes được nâng lên khi Châu Phi đụng vào đuôi phía Nam Châu Âu). Cùng với sự vận động kiến tạo đó, những loại đá, khoáng vật thành tạo ở dưới sâu dần dần được đưa lên mặt đất.

  H1: Hai mảng kiến tạo tách rời và xô vào nhau

Trong điều kiện mới này, các đá và khoáng vật sẽ dễ bị phá hủy bởi các quá trình phong hóa xảy ra trên bề mặt Trái đất do các điều kiện về thời tiết, nhiệt độ, nước, gió. Các đá gốc bị vỡ thành các mảnh vụn dưới tác động của băng, nước, khe nứt gây ra một lực tác động làm nở ra, mở rộng các khe nứt trong đá. Tăng giảm nhiệt độ gây nên sự giãn nở nhiệt cũng làm quá trình phong hóa diễn ra nhanh hơn. Các phản ứng hóa học cũng dễ xảy ra trong quá trình này. Kết quả là các khoáng vật trong đá thay đổi trở thành các hạt nhỏ hơn và dễ bị rửa trôi hơn. Không khí, nước và axit hữu cơ của sinh vật đều tham gia trong các phản ứng phức tạp của quá trình phong hóa hóa học. Các khoáng vật trong đá gốc không bền vững trong điều kiện không khí sẽ dần dần biến đổi thành những dạng bền vững hơn. Các khoáng vật nào được thành tạo trong điều kiện nhiệt độ càng cao thì càng dễ bị thay đổi. Các đá magma thường bị các tác nhân gây hại như nước tấn công nhất là nước có dung dịch axit hay kiềm (và muối axit), và tất cả các khoáng vật tạo đá của đá magma trừ thạch anh đều biến đổi thành các khoáng vật sét hay các chất hóa học tồn tại ở dạng dung dịch.

Sau khi bị phong hóa các đá và khoáng vật sẽ dễ dàng bị rửa trôi, vận chuyển theo các dòng chảy (sông, suối) dần dần bị phân dị, chọn lọc và lắng đọng ở các bồn trũng như sông hồ, đại dương. Toàn bộ quá trình này gọi là quá trình Trầm tích. Các mỏ đá quý được hình thành theo cơ chế này được gọi là các mỏ trầm tích. Trong quá trình này có những mỏ, những khoáng vật đá quý mới được hình thành như: Lazurit, malachit, azurit, chrysoprase, opal…Cũng có những khoáng vật được hình thành từ trước trong quá trình magma hoặc biến chất nhưng chưa đủ điều kiện hình thành các mỏ do hàm lượng còn thấp, trữ lượng chưa cao thì quá trình trầm tích sẽ làm giàu, tích tụ chúng lại thành các mỏ thực sự. Các thành tạo này được gọi là thành tạo thứ sinh: đó là các sa khoáng eluvi (tại chỗ), aluvi (bồi tích), hoặc sa khoáng ven biển.

H2: Sơ đồ hình thành đá trầm tích

Có khá nhiều loại đá quý được tập trung lại trong các mỏ sa khoáng như kim cương, corindon, granat…

H3: Ruby sao được khai thác tại hồ Thác Bà

Các vật liệu hạt nhỏ được vận chuyển đi xa ra tận biển khơi lắng đọng lại tạo nên lớp bùn mịn và rồi khô cứng lại thành những lớp đá vôi, đá silic. Những khối đá Marble (đá hoa), hay đá Jasper màu sắc đẹp có thể khai thác làm đá mỹ nghệ, đá ốp lát.

H4: Khối đá Jasper đỏ liên quan đến hoạt động trầm tích

Những nguyên tố dễ bị hòa tan trong nước như Canxi (Ca) tạo môi trường tuyệt vời cho những rặng san hô hấp phụ để sinh trưởng. Tạo nên những rặng san hô lớn, nếu có màu đỏ thì có giá trị kinh tế cao.

H5: Rặng san hô đỏ

Một vài loài trai, ốc biển dùng canxi trang trí lớp vỏ hoặc tích thành những viên ngọc trai giá trị.

H6 Ngọc trai bám vỏ nước mặn

Khi một cây thông bị tổn thương hoặc chịu sự thay đổi khí hậu sẽ tiết ra nhựa. Những cây mang nhựa này bị gãy và được các con sông cuốn đến các vùng ven biển. Cây cối và nhựa qua hàng triệu năm bị hoá thạch, cũng có thể bị chôn vùi dưới lớp trầm tích sét tạo thành một viên đá quý đặc biệt và tuyệt đẹp.

H7: Hổ phách trên biển Baltic

Ngoài ra, trong các lớp trầm tích còn chứa Than và đá phiến dầu (liên quan đến nguồn gốc của dầu thô và khí thiên nhiên). Và đặc biệt, phần lớn lượng Urani trên thế giới lại nằm trong những lớp đá trầm tích.