Además de los conocidos iones mayoritarios (carbonatos, sulfatos, cloruros, etc.) las aguas naturales también transportan en solución elementos menos móviles, generalmente en concentraciones muy bajas (ppb, ug/L) que, no obstante son cuantificables mediante técnicas analíticas.
La detección de concentraciones anómalamente altas en las aguas de ríos, pozos o manantiales ha sido utilizada desde hace décadas como herramienta en la exploración minera. Es posible que su uso más exitoso se haya producido en la exploración del uranio, aunque en el caso de metales como el zinc, el cobre y el molibdeno, también se han obtenido resultados satisfactorios en la localización de yacimientos metálicos.
Los metales se encuentran presentes en las aguas en múltiples formas, bien como cationes simples, asociados a complejos orgánicos o bien en suspensión coloidal (Fe, Al, Mn, por ejemplo). Por norma general, las aguas subterráneas transportan la mayoría de los elementos en una única forma iónica. En cambio las aguas superficiales debido al efecto de la irradiación solar, la aireación y la turbulencia suelen transportar parte de su fracción metálica en diversas formas no iónicas. Para el tratamiento y análisis de las muestras se ha de tener muy en cuenta la forma en la que puede presentarse el elemento buscado.
La interpretación de anomalías geoquímicas en las aguas conlleva una gran complejidad ya que la variación en sus concentraciones refleja una superposición de numerosos factores, algunos propios de la geometría y la dinámica de los acuíferos y otros de las condiciones de estabilidad físico-químicas de los elementos transportados (adsorción, dilución, precipitación). Es por ello que la hidrogeoquímica continua siendo una de las técnicas prospectivas menos utilizadas en la exploración minera.
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