矿物中的微量元素可以记录形成环境信息|不相容元素较难进入某些早期结晶矿物|同位素分馏造成不同相中同位素比例差异

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。

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。