Facies geochimici, area o zona caratterizzati da particolari condizioni fisico-chimiche che influenzano la produzione e l'accumulo di sedimenti e solitamente distinti da un elemento caratteristico, un assemblaggio di minerali o un rapporto di oligoelementi.
In ambienti sedimentari il concetto di facies geochimiche è meglio illustrato su un diagramma Eh-pH, un diagramma che delinea il campo di stabilità di alcuni minerali in termini di concentrazione di protoni (pH) e concentrazione di elettroni (Eh). Alcuni depositi correlati presentano mineralogia contrastanti evidentemente a causa di ambienti deposizionali leggermente diversi. Ad esempio, le formazioni di ferro sedimentarie che si sono formate nella regione del Lago Superiore durante il periodo Precambriano (da circa 4 miliardi a 542 milioni di anni fa) sono state classificate in base al minerale di ferro dominante in quattro facies principali: solfuro, carbonato, ossido e silicato. Quest'area può servire da esempio esplicativo del concetto di facies geochimico in generale e di queste quattro facies in particolare.
Evidentemente, le formazioni di ferro sono state depositate in bacini ristretti più o meno isolati dal mare aperto, consentendo così lo sviluppo di condizioni distintive di Eh e pH in ciascuno. Le facies dei solfuri sono costituite da ardesie nere che contengono fino al 40 percento di pirite (solfuro di ferro; FeS 2) e carbonio dal 5 al 15 percento; un diagramma Eh-pH mostra che la pirite è stabile vicino al pH neutro (7) a un Eh riducente di circa -200 millivolt. La facies carbonatica è costituita da carbonato ricco di ferro integrato e chert senza carbonio; il diagramma Eh-pH indica semplicemente che uno spostamento verso l'alto in Eh sufficiente per ossidare il carbonio ma insufficiente per ossidare il ferro potrebbe produrre un tale assemblaggio. Le facies di ossido, che contengono magnetite primaria ed ematite primaria, evidentemente sono state prodotte in condizioni da deboli a fortemente ossidanti, cioè ad alta Eh. La facies del silicato è dominata da uno o più dei silicati ferrosi ferrosi; il diagramma Eh-pH suggerisce che questa facies è stata depositata in condizioni fortemente riduttive e alcaline.
