تستخدم الجيولوجيا الجيوكيميائية في دراسة الرواسب البحرية بطرق مختلفة ، ومن أهمها :
1- تحليل العناصر النادرة : يتم تحليل الرواسب البحرية لتحديد وجود العناصر النادرة التي تكون في كميات صغيرة ، مثل الأرضيات النادرة واليورانيوم والتوريوم.
2- تحديد آثار المعادن : يتم تحديد آثار المعادن الثقيلة مثل الرصاص والزئبق والكادميوم والنيكل والنحاس والزنك وغيرها ، ويستخدم ذلك لتحديد مصادر الشوائب البيئية.
3- دراسة تاريخ الكوارث الطبيعية : يمكن استخدام الجيولوجيا الجيوكيميائية لدراسة الترسبات البحرية التي حدثت في السابق على السطح الأرضي ، ويمكن العثور على الآثار الكيميائية للكوارث الطبيعية ، مثل التسونامي والإعصارات.
4- تحديد الشوائب الصناعية : يمكن استخدام الجيولوجيا الجيوكيميائية لتحديد الشوائب الصناعية الموجودة في المياه البحرية ، والتي تأتي من المخلفات الصناعية والزيوت والكيماويات والسموم البيئية.
5- التنبؤ بالمصادر الطبيعية : يمكن استخدام الجيولوجيا الجيوكيميائية لتحديد المصادر الطبيعية لبعض المواد الهامة مثل الزيت والغاز والمعادن والفلزات ، والتي تم ترسيبها في الرواسب البحرية.