黑山基性-超基性岩体位于中亚造山带南缘北山褶皱带东部，侵位于青白口系大豁落山群地层中，岩体主要岩相为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩，橄榄辉长苏长岩和辉长岩脉仅在岩体南部边缘出露。黑山矿床Ni储量达到大型，Cu储量小型，平均品位:Ni0.6％、Cu0.27％，并伴生有用组分Co。其中1号和4号矿体规模最大。　　 黑山岩体2个锆石ID-TIMSU-Pb年龄(356.4±0.6Ma、366.6±0.6Ma)和2个SHRIMPU-Pb年龄(358±5Ma、357±4Ma)指示黑山岩体形成于晚泥盆世(～357Ma)。黑山岩体各岩相显示富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE)、轻稀土(LREE)稍富集并显示强烈的Nb(Ta)负异常及K、Pb正异常的特征。和墩墩山泥盆纪火山岩一样，这些特征与典型岛弧火山岩特征相一致，也与新疆二叠纪铜镍硫化物含矿岩体相似。同美洲板块太平洋活动大陆边缘的火山岩相似，黑山样品初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr)t变化范围较大(0.7041-0.7087)，εNd(t)变化较小从+0.34到+3.95，高的(206pb/204pb)t为17.75-18.16，(207pb/204pb)t为15.55-15.64,(208pb/204pb)t为37.71-38.29。　　 黑山岩体及墩墩山火山岩形成于中亚造山带南缘活动大陆边缘，可能与南天山洋在泥盆-石炭世向南俯冲有关。黑山岩体具有MORB和岛弧的双重特征，与塔里木地区基性-超基性侵入岩以及玄武岩的地球化学特征不同，年龄也相差近70Ma，表明黑山岩体的形成与塔里木地幔柱无关。计算所得黑山母岩浆为高镁玄武岩浆(MgO11.3wt.％、FeOT10.0wt.％)，指示其岩浆源区应为软流圈和交代地幔楔共同熔融的源区，而产生如此高镁玄武岩浆很可能是因为俯冲板片拆离、软流圈上涌所导致的结果，并且板片拆离很可能发生在＜50km的深度。　　 黑山含矿岩体的形态产状、岩体质量不平衡现象以及岩石和矿物地球化学特征在钻孔中呈有规律性的变化，指示黑山岩体形成于岩浆通道系统中，黑山岩体本身就是岩浆通道变宽或变缓的部位。橄榄石的模拟计算表明黑山橄榄石结晶和硫化物熔离几乎同时进行，黑山绝大部分橄榄石与硫化物熔体之间发生Fe-Ni交换，并受到了晶间硅酸盐熔浆的影响。　　 在Sr-Nd同位素图解上黑山岩体并未在其围岩的混染曲线上，表明黑山岩体未受到或很少遭受围岩的混染。黑山634S介于-1.64-+6.1‰之间，暗示黑山母岩浆在深部有壳源S的加入，同时在岩浆演化过程中硅酸盐矿物(橄榄石、辉石等)的分离结晶作用进一步促使了岩浆中S达到饱和从而不断发生硫化物熔离而成矿。　　 黑山浸染状矿石全岩Ni/Cu比值介于1.2-2.9，100％硫化物后Ni/Cu比值介于0.99-1.73，Pd/Ir比值介于8.8-35.6，指示黑山母岩浆为高镁玄武岩浆。100％硫化物后Cu/Pd比值介于1.7*104和7*104之间，Ni/Ir比值介于5*105和1.8*106之间，远远高于原始地幔比值，暗示黑山矿石经历了硫化物的二次熔离。模拟计算得到黑山原始岩浆第一次经历了约0.006％的硫化物熔离，之后PGE高度亏损的残余岩浆发生第二次熔离形成黑山浸染状矿石。在R=800-2000时，硫化物沉降至岩体底部形成4号矿体浸染状矿石，在R=3000-8000时，硫化物聚集在岩体中下部形成1号矿体浸染状矿石。并且4号矿体经历了轻微的单硫化物固溶体(MSS)的结晶分异作用，而1号矿体则没有发生明显的MSS的结晶分异作用。