亲石元素倾向于进入硅酸盐等含氧矿物，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。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。

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。

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。