在初步的岩心编录完成后，岩心磨制成各种薄片，然后在显微镜下观察其矿物组成和微观结构，矿物组成通常可以了解其物源特征，同时矿物的晶型通常也能了解到其大致发生过的地质活动。如下图中对锆石测年并发现其相关规律。
（图4 元古代浑圆状锆石，U-P年龄1938.2Ma，2262-2277m；古生代碎裂状锆石，U-P年龄302.2Ma，2595-2658m；中生代棱角状锆石，U-P年龄225.5Ma，3993-4017m）
针对特定的岩石种类还有特定的研究方法，如研究砂岩常用的铸体薄片，将有色液态胶在真空加压下注入岩石孔隙空间，待液态胶固化后磨制成的岩石薄片。由于岩石孔隙被有色胶充填，故在显微镜下十分醒目，容易辨认，为研究岩石孔隙大小、分布、孔隙类型、连通情况等提供了极其便利的研究对象。
（图5 铸体薄片岩矿鉴定）
由于岩心的物性更方便观测，所以其连续性变化则更有规律性。如自然电位很大程度同岩心的孔隙度等宏观岩性有直接联系，通过这些进而可以反演沉积环境。
