ペグマタイトなどの火成岩や、雲母や石英に富む片麻岩に、微量の付属鉱物として含まれる。 関連鉱物としては、黒雲母などのマイカ、緑泥石群鉱物、石英、ジルコン、特定の長石、アナタセ、ブルッカイト、ルチル、シデライト、アパタイトなどがある。 ゼノタイムは、珪長質堆積岩中の砕屑ジルコン粒上に微小な粒として、あるいは極めて薄い（10μ以下）被膜として形成されることも知られている。

1824年に発見されたゼノタイムのタイプ産地は、ノルウェー、ヴェスト・アグデル州、フレッケフィヨルドのヒドラ（ヒッテロー）である。 その他の代表的な産地は以下の通り。 ノルウェーのArendalとTvedestrand、ブラジルのSão Paulo、Novo Horizonte、Bahia、Minas Gerais、マダガスカル、アメリカのCalifornia、Colorado、Georgia、North Carolina、New Hampshireなどです。 アフガニスタンからは宝石質で色変わり（茶色から黄色）するゼノタイムの新発見が報告され、パキスタンでは発見された。 日本の岐阜県船伏山の北にある丸山という丘で採石された玄武岩は、ゼノタイムとジルコンが放射状に花のように並んでいる結晶が、菊石として知られるこの岩の研磨片に見えます。

マレーシアの錫採掘などに伴って少量のゼノタイムの砂が回収され、商業的に加工されている。 ランタノイドの含有量は典型的な「イットリウム土類」鉱物で、イットリウムが約3分の2、残りはほとんどが重ランタノイドで、偶数番目のランタノイド（Gd, Dy, Er, Ybなど）はそれぞれ約5％、奇数番目のランタノイド（Tb, Ho, Tm, Luなど）はそれぞれ約1％含まれる。 通常、偶数番目の重元素はジスプロシウムが最も多く、奇数番目の重元素はホルミウムが最も多く存在する。 軽いランタノイドは一般にモナザイトに、重いランタノイドはゼノタイトに多く含まれる。

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