Faciès géochimiques, zone ou zone caractérisée par des conditions physiochimiques particulières qui influencent la production et l'accumulation de sédiments et généralement distinguée par un élément caractéristique, un assemblage de minéraux ou un rapport d'oligo-éléments.
Dans les environnements sédimentaires, le concept de faciès géochimiques est mieux illustré sur un diagramme Eh-pH, un diagramme délimitant le champ de stabilité de certains minéraux en termes de concentration de protons (pH) et de concentration d'électrons (Eh). Certains gisements apparentés présentent des minéralogies contrastées en raison évidemment d'environnements de dépôt quelque peu différents. Par exemple, les formations sédimentaires de fer qui se sont formées dans la région du lac Supérieur au cours de la période précambrienne (d'environ 4 milliards à 542 millions d'années) ont été classées selon le minéral de fer dominant en quatre faciès principaux: sulfure, carbonate, oxyde et silicate. Cette zone peut servir d'exemple explicatif du concept de faciès géochimique en général et de ces quatre faciès en particulier.
De toute évidence, les formations de fer se sont déposées dans des bassins restreints plus ou moins isolés de la haute mer, permettant ainsi le développement de conditions distinctes d'Eh et de pH dans chacun. Le faciès sulfuré est constitué d'ardoises noires qui contiennent jusqu'à 40% de pyrite (sulfure de fer; FeS 2) et 5 à 15% de carbone; un diagramme Eh-pH montre que la pyrite est stable près d'un pH neutre (7) à un Eh réducteur d'environ -200 millivolts. Le faciès carbonaté est constitué de carbonate et de chert riches en fer interstratifiés sans carbone; le diagramme Eh-pH indique simplement qu'un déplacement vers le haut de Eh suffisant pour oxyder le carbone mais insuffisant pour oxyder le fer pourrait produire un tel assemblage. Le faciès oxyde, qui contient de la magnétite primaire et de l'hématite primaire, a manifestement été produit dans des conditions faiblement à fortement oxydantes, c'est-à-dire un Eh élevé. Le faciès silicate est dominé par un ou plusieurs des silicates ferreux hydratés; le diagramme Eh-pH suggère que ce faciès a été déposé dans des conditions alcalines fortement réductrices.
