矿物中的微量元素可以记录形成环境信息 亲铁元素在特定条件下较易进入金属相 稳定同位素可用于追踪水源和物质转化

风化使岩石矿物与地表环境发生化学转化。碳酸作用参与碳酸盐岩的溶解过程。硅酸盐风化可以影响长期大气二氧化碳平衡。溶解离子通过河流迁移并最终进入海洋。海水盐度来自长期输入输出过程的共同作用。海水中主要离子比例在大尺度上较为稳定。热液活动可在洋底交换大量溶解化学组分。海底热泉周围能够形成金属硫化物沉积。

氧化还原条件影响铁锰等元素的存在形态。缺氧环境可以促进某些还原态物质积累。沉积物孔隙水记录早期成岩化学过程。成岩作用在埋藏过程中改变沉积物性质。有机质保存程度受到氧供应和埋藏速度影响。化石燃料形成需要长期的地质转化条件。石油与天然气主要由复杂有机物地质演化形成。

锆石可以保存古老的地质年龄和化学记录。包裹体能够保存矿物形成时的流体信息。陨石组分有助于认识太阳系早期物质组成。宇宙尘埃也会持续向地球输入少量物质。元素迁移受溶解度吸附与配位等共同控制。地下水中的化学反应会改变水质和矿物组成。地球化学模型需要约束温度压强及反应条件。自然样品常保留多期过程叠加形成的记录。