代地层，黑页岩沉淀在缺氧、还原的环境中，例如在停滞的积水列。一些黑页岩富含像是钼、铀、钒、和锌等重金属。这些沉淀的浓缩值是争议的源头，通常归咎于外的的因素，在沉淀之际或是之后有热液流入，或是在漫长的沉积期间在海水中慢慢累积。由于页岩为沉积岩，因此一般化石，动物痕迹或掘穴、甚至雨滴撞击在页岩上的痕迹，都容易在页岩的表面上留下痕迹，被保存下来。页岩还有可能包含黄铁矿、磷灰石或各种碳酸盐矿物组成的固结物。页岩在高温和高压下会变质成硬、裂变，形成称为板岩的变质岩。变质程度持续增加的变质梯度顺序是千枚岩，然后是片