Diese entstanden zumeist an Ort und Stelle in der Zeit zwischen 22,5 und 5 Millionen Jahren vor heute und zwar ausschließlich im Bereich der Grafenberger Sande, die durch einen Vorläufer der heutigen Nordsee im Ober-Ologizän abgelagert wurden. Millionen Jahre später, im Miozän, zog sich das Meer zurück. Es herrschte ein subtropisches Klima mit hohen Durchschnittstemperaturen und großen Niederschlägen. Dieses Klima löste in den oberen Bodenschichten chemische Prozesse aus, in deren Verlauf die Quarzkörner, aus denen die Sande bestehen, durch Kieselsäure zu einem festen Gestein verkittet wurden.
Da man diesen Vorgang auch als Zementierung bezeichnen kann, nennt man die meist unförmigen und mit einer glatten Oberfläche versehenen Blöcke auch Zementquarzite. Auch der Begriff Braunkohlequarzit oder Tertiärquarzit wird häufig verwendet, da im Zeitalter des Miozän (einem Abschnitt des Tertiärzeitalters) die großen Braunkohlevorkommen entstanden sind. Zeugen der miozänen Vegetation findet man als Pflanzenabdrücke und Wurzelröhren im Gestein.
In der darauffolgenden Zeit wurden die oberen Schichten durch Einwirkung von Wind und Wetter weithin abgespült, so dass die ursprünglich innerhalb des Sandkörpers liegenden Quarzite heute an der Oberfläche sichtbar sind. Meist findet man nur Einzelblöcke und keine geschlossenen verkieselten Oberflächen. Man nimmt an, dass die ehemals durchaus weitflächig verkieselte Landoberfläche durch Erosion am Ausgang der Braunkohlezeit und während der Eiszeit zerstört wurde.
