稳定同位素可用于追踪水源和物质转化

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。

煤的形成通常与陆生植物残体积累有关。矿床富集需要物质来源运移与沉淀机制配合。热液成矿常涉及温度压强和流体组成变化。矿物颜色不能独立确定其化学组成。晶体中少量杂质就可能造成明显颜色差异。地球化学异常指相对背景显著偏离的元素分布。异常不一定代表一定存在可开采矿床。稀土配分模式常用于比较岩石来源与演化。

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。