Facies geoquímiques, àrea o zona caracteritzada per unes condicions fisicoquímiques particulars que influeixen en la producció i acumulació de sediments i que normalment es distingeixen per un element característic, un muntatge de minerals o una proporció de oligoelements.
En entorns sedimentaris, el concepte de fàcies geoquímiques s’il·lustra millor en un diagrama d’Eh-pH, un diagrama que delimita el camp d’estabilitat de certs minerals quant a la concentració de protons (pH) i la concentració d’electrons (Eh). Alguns dipòsits relacionats presenten mineralogies contrastades degut, evidentment, a ambients deposicionals una mica diferents. Per exemple, les formacions sedimentàries de ferro que es van formar a la regió del Llac Superior durant el temps precàmbric (des de fa uns 4.000 milions i fins a 542 milions d’anys) s’han classificat segons el mineral de ferro dominant en quatre fàcies principals: sulfur, carbonat, òxid i silicat. Aquesta àrea pot servir d'exemple explicatiu del concepte de fàcies geoquímiques en general i, en particular, d'aquests quatre fàcies.
Evidentment, les formacions de ferro es dipositaven en conques restringides més o menys aïllades del mar obert, permetent així el desenvolupament de condicions de pH i EH distintives en cadascuna. Les fàcies de sulfurs consisteixen en pissarres negres que contenen fins a un 40 per cent de pirita (sulfur de ferro; FeS 2) i un 5 a 15 per cent de carboni; un diagrama de pH Eh mostra que la pirita és estable prop del pH neutre (7) amb una reducció d'Eh d'aproximadament -200 milivolts. Les fàcies de carbonat consisteixen en carbonat ric i en ferro entrellaçat sense carboni; el diagrama Eh-pH indica simplement que un canvi cap amunt en Eh suficient per oxidar el carboni però insuficient per oxidar el ferro podria produir aquest muntatge. Les fàcies d'òxid, que conté magnetita primària i hematita primària, es produïen evidentment en condicions feblement oxidants, és a dir, amb Eh altes. Les fàcies de silicats estan dominades per un o més dels silicats ferrosos hidrats; el diagrama E-pH indica que aquesta fàcies es va dipositar en condicions alcalines fortament reduïdores.
