Fácies geoquímicas, área ou zona caracterizadas por condições físico-químicas específicas que influenciam a produção e o acúmulo de sedimentos e geralmente distinguidas por um elemento característico, montagem de minerais ou proporção de oligoelementos.
Em ambientes sedimentares, o conceito de fácies geoquímicas é melhor ilustrado em um diagrama de Eh-pH, um diagrama que delineia o campo de estabilidade de certos minerais em termos de concentração de prótons (pH) e concentração de elétrons (Eh). Certos depósitos relacionados exibem mineralogias contrastantes, evidentemente devido a ambientes deposicionais um pouco diferentes. Por exemplo, as formações sedimentares de ferro que se formaram na região do Lago Superior durante o período pré-cambriano (de cerca de 4 bilhões a 542 milhões de anos atrás) foram classificadas de acordo com o mineral de ferro dominante em quatro fácies principais: sulfeto, carbonato, óxido e silicato. Essa área pode servir como um exemplo explicativo do conceito de fácies geoquímicas em geral e dessas quatro fácies em particular.
Evidentemente, as formações de ferro foram depositadas em bacias restritas mais ou menos isoladas do mar aberto, permitindo o desenvolvimento de condições distintas de Eh e pH em cada uma. A fácies do sulfeto consiste em ardósias pretas que contêm até 40% de pirita (sulfeto de ferro; FeS 2) e 5 a 15% de carbono; um diagrama de Eh-pH mostra que a pirita é estável perto do pH neutro (7) a uma Eh reduzida de cerca de -200 milivolts. As fácies de carbonato consistem em carbonato rico em ferro interligado e chert sem carbono; o diagrama Eh-pH indica simplesmente que uma mudança para Eh suficiente para oxidar o carbono, mas insuficiente para oxidar o ferro, poderia produzir esse conjunto. A fácies do óxido, que contém magnetita primária e hematita primária, evidentemente foi produzida em condições de fraca a fortemente oxidante - ou seja, alta Eh -. A fácies do silicato é dominada por um ou mais dos silicatos ferrosos hidratados; o diagrama Eh-pH sugere que essas fácies foram depositadas em condições alcalinas de forte redução.
