松花石是一种特殊的沉积岩，学名硅质泥晶灰岩，形成于新元古代青白口纪。18亿年前，地球大规模的构造运动，扩大了华北地台古陆核面积，形成了地处于海陆交替边缘板块周边的断陷浅海盆地，盆地内藻类化石等物质逐渐沉积形成了细河群南芬组地层，这种特殊的地质环境成为了孕育松花石矿脉的温床。

    细河群南芬组地层富含各种藻类、二氧化硅、碳酸钙和海泥等物质，经过8———10亿年的沉积、覆盖、高温、高压等物理过程，形成了巨大的微晶矿岩体，其主要成分是密度不同的方解石和石英，结合之后构成了矿岩体既柔且刚的石质结构，而寂静的海底环境和缓慢的沉积作用又铺就了岩石入毫入微的水平纹理。部分具备特异微量矿物质的微晶体还出现矿化现象，幻化成金星、金线、金眼等特殊纹理。

    经过漫长的地质掩埋，南芬组地层的微晶矿岩体在太平洋板块插入亚洲板块时，被推出海平面，蕴含于陆地山川，形成了松花石矿床。而长白山脉区域的造山运动更为剧烈，部分矿床显露，矿床碎块散落于地表或浮土之中，并吸取土壤中石英等微量矿物元素填充断裂之处，历数万年风化、水蚀，最终形成了各岩层之间纹理流畅、层次分明的松花石。其中一部分矿岩体因微层内二氧化硅、碳酸钙和泥质含量不同而产生差异性风化，形成了点线共存、千姿百态的长白山松花奇石。