Der Kupferschiefer zählt zu den typischen Schwarzschiefern (black shale). Es ist schwarzer bis dunkelgrauer, sehr feingeschichteter Tonstein mit hohem Gehalt an organischer Substanz. Er setzt sich zu etwa je einem Drittel aus Tonmineralen (überwiegend Illit) sowie Quarz und Feldspat zusammen. Das restliche Drittel besteht aus organischem Material, Pyrit und Karbonat. Der Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff kann zwischen 1 und 10 Gew.% schwanken. Kupferschiefer ist von Irland bis ins Baltikum und nach SE Polen verbreitet. Er zählt zu den sedimentären Schicht-gebundenen Kupferlagerstätten. Die darin enthaltenen Sulfide treten in submikroskopischen Körnchen auf. Meist sind sie rekristallisiert und dann zwischen 0,02 und 0,2 mm groß. Chalkosin (Cu₂S), Bornit (Cu₅FeS₄) und Chalkopyrit (CuFeS₂) sind unter vielen anderen die Haupterzminerale.

Die Metallverteilung ist abhängig von der Morphologie des Meeresbodens und den Redoxverhältnissen dort. Höhere Cu- und Ag-Gehalte sind an das Sublitoral und an Schwellen gebunden. Beckenwärts folgen Zonen mit erhöhten Pb- und Zn-Gehalten.

Die Genese des Kupferschiefers geschah mehrphasig. Aufsteigende metallführende Wässer vermischten sich mit dem schnell transgredierenden Zechsteinmeer. Im reduzierenden Milieu wurden die Buntmetalle dann ausgefällt. Zusätzlich lieferte das variscische Grundgebirge Metallionen gebunden an Tonminerale und organisches Material. Neben Kupfer, Blei und Zink sind viele andere Spurenelemente charakteristisch für schwarze Tonsteine mit hohem organischen Gehalt. So weist der Kupferschiefer des Mansfelder Reviers einen bedeutenden Gehalt verschiedenster Metalle und Halbmetalle, wenn auch in zum Teil kleinsten Mengen auf:

Kupfer	Cu	2-3 %
Blei	Pb	0,47 %
Zink	Zn	0,39 %
Vanadium	V	0,042 %
Arsen	As	0,017 %
Molybdän	Mo	0,015 %
Silber	Ag	0,013 %
Nickel	Ni	0,009 %
Cobalt	Co	0,007 %
Selen	Se	0,0025 %
Rhenium	Re	0,0021 %
Antimon	Sb	0,0016 %
Kadmium	Cd	0,0016 %
Thallium	Tl	0,0010 %
Germanium	Ge	0,0008 %
Tellur	Te	0,0008 %
Titan	Ti	0,0008 %
Palladium	Pd	0,0005 %
Gold	Au	0,0005 %
Platin	Pt	0,005 %