大洋底部是大洋地壳,洋壳的上层是玄武岩,玄武岩的渗透性很强,而覆盖在玄武岩上的沉积岩渗透性更强。海水在地心引力的作用下沿着洋底的断层、裂隙向下渗透,同时形成海底环流将熔岩中大量的热能和矿物质携带和释放出来。当炽热的海水再度喷射到裂缝上冰冷的海水中,其中的矿物质被溶解并形成一缕缕漆黑的烟雾。矿物质遇冷收缩最终沉积成烟囱状堆积物,地裂中热液顺烟道喷涌而出形成景致奇异、妙趣横生的海底热泉。热液所携带的金属硫化物在喷口附近沉淀下来,并逐渐向上堆积,形成烟囱状,就形成“黑烟囱”或“白烟囱”。由于矿液与海水成分及温度的差异,浓密的黑烟冷却后,会在海底及其浅部通道内堆积了硫化物的颗粒,形成金、铜、锌、铅、汞、锰、银等多种具有重要经济价值的金属矿产。
“黑烟囱”会形成与人们常识迥异的生物群和食物链。