堆積物の生成と蓄積に影響を与える特定の物理化学的条件を特徴とし、通常、特徴的な元素、鉱物群、または微量元素の比率によって区別される地球化学的相、領域またはゾーン。
堆積環境では、地球化学相の概念は、プロトン濃度（pH）と電子濃度（Eh）の観点から特定の鉱物の安定場を表すEh-pH図に最もよく示されています。特定の関連する堆積物は明らかに堆積環境が多少異なるため、対照的な鉱物学を明らかに示しています。たとえば、先カンブリア時代（約40億から5億4,200万年前）にスペリオル湖地域で形成された堆積鉄層は、主要な鉄鉱物によって硫化物、炭酸塩、酸化物、ケイ酸塩の4つの主要な相に分類されています。この領域は、一般的に地球化学相の概念、特にこれらの4つの相の説明例として役立ちます。
明らかに、鉄の層は外海からある程度隔離された制限された盆地に堆積されたため、それぞれに特有のEhとpH条件の開発が可能になりました。硫化物相は、最大40％の黄鉄鉱（硫化鉄; FeS 2）と5〜15％の炭素を含む黒いスレートで構成されます。Eh-pHダイアグラムは、黄鉄鉱が約-200ミリボルトの還元Ehで中性pH（7）付近で安定していることを示しています。炭酸塩相は、炭素を含まない、鉄を多く含む炭酸塩とチャートからなります。Eh-pHダイアグラムは、炭素を酸化するのに十分であるが鉄を酸化するのに不十分であるEhの上方シフトがそのような集合体を生成する可能性があることを単に示しています。一次マグネタイトと一次ヘマタイトを含む酸化物相は、明らかに、弱〜強酸化、すなわち高Eh条件で生成されました。ケイ酸塩相は、1つ以上の含水鉄ケイ酸塩が優勢です。Eh-pH図は、この相が強く還元されたアルカリ性条件で堆積されたことを示唆しています。
