稳定同位素可用于追踪水源和物质转化（氧化还原条件影响铁锰等元素的存在形态）

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。

地球化学循环连接岩石水体大气与生命活动。亲石元素倾向于进入硅酸盐等含氧矿物。亲铁元素在特定条件下较易进入金属相。亲硫元素常与硫化物矿物存在密切关系。元素分类反映特定地球化学条件下的分配倾向。岩浆分异可以使不同矿物逐步分离结晶。不相容元素较难进入某些早期结晶矿物。

残余熔体可能因此富集部分不相容元素。矿物中的微量元素可以记录形成环境信息。同位素分馏造成不同相中同位素比例差异。稳定同位素可用于追踪水源和物质转化。氧同位素组成与水循环中的蒸发凝结有关。碳同位素能够提供碳来源与生物过程线索。同位素年龄的解释需要考虑体系是否封闭。热事件可能重置部分矿物的同位素时钟。