Geochemische facies, gebied of zone die worden gekenmerkt door bepaalde fysiochemische omstandigheden die de productie en ophoping van sediment beïnvloeden en die zich gewoonlijk onderscheiden door een karakteristiek element, de assemblage van mineralen of de verhouding van sporenelementen.
In sedimentaire omgevingen wordt het concept van geochemische facies het best geïllustreerd aan de hand van een Eh-pH-diagram, een diagram dat het stabiliteitsveld van bepaalde mineralen afbakent in termen van de protonconcentratie (pH) en elektronenconcentratie (Eh). Bepaalde gerelateerde afzettingen vertonen duidelijk contrasterende mineralogieën als gevolg van enigszins verschillende afzettingsomgevingen. Zo zijn de sedimentaire ijzerformaties die zich in de regio van het Superior-meer vormden tijdens de Precambrium-tijd (van ongeveer 4 miljard tot 542 miljoen jaar geleden) geclassificeerd volgens het dominante ijzermineraal in vier hoofdfacies: sulfide, carbonaat, oxide en silicaat. Dit gebied kan dienen als verklarend voorbeeld van het concept van geochemische facies in het algemeen en deze vier facies in het bijzonder.
Blijkbaar zijn de ijzerformaties afgezet in beperkte bassins die min of meer geïsoleerd zijn van de open zee, waardoor er in elk van hen onderscheidende Eh- en pH-omstandigheden kunnen ontstaan. De sulfidefacies bestaan uit zwarte leien die tot 40 procent pyriet (ijzersulfide; FeS 2) en 5 tot 15 procent koolstof bevatten; een Eh-pH diagram laat zien dat pyriet stabiel is in de buurt van neutrale pH (7) bij een verlaging van Eh van ongeveer -200 millivolt. De carbonaatvlakken bestaan uit met elkaar verbonden ijzerrijk carbonaat en chert zonder koolstof; het Eh-pH-diagram geeft eenvoudigweg aan dat een opwaartse verschuiving in Eh, voldoende om koolstof te oxideren, maar onvoldoende om ijzer te oxideren, een dergelijke assemblage zou kunnen produceren. De oxide-facies, die primair magnetiet en primair hematiet bevatten, werden klaarblijkelijk geproduceerd in zwak tot sterk oxiderende - dwz hoge Eh - omstandigheden. De silicaatvlakken worden gedomineerd door een of meer van de waterhoudende ferrosilicaten; het Eh-pH-diagram suggereert dat deze facies zijn afgezet onder sterk reducerende, alkalische omstandigheden.
