化学地球动力学

     以大陆地壳深俯冲和超高压变质过程中的物质循环研究为重点，包括超高压变质岩的同位素年代学、造山带构造演化的时序及变质岩的P-T-t轨迹。在大陆碰撞造山带的超高压条件下Sm-Nd、Rb-Sr、U-Pb和Ar-Ar等同位素体系的行为、体系的平衡、封闭、扰动和重置与地球动力学的关系。把岩浆岩看做板块俯冲物质再循环的表现形式，以稳定的和放射成因的同位素以及微量元素作为化学地球动力学过程的示踪剂，研究大陆地壳深俯冲过程中的岩浆活动、岩石成因及其物质来源以及地壳与地幔、岩石圈与软流圈之间的相互作用、物质交换的程度和速率。

同位素地球化学

     不同地质环境中各种化学地球动力学过程的示踪研究，与岩石成因有关的物质来源示踪研究，自然界矿物化学反应途径及其动力学、水-岩相互作用过程的化学地球动力学以及板块边缘流体作用的化学地球动力学。确定地球化学热力学和动力学基本参数，包括矿物稳定同位素分馏系数进行理论计算和实验测定、与同位素年代学和地球化学有关的元素扩散系数的经验估计。研究矿物之间稳定同位素平衡与放射性同位素定年之间的扩散动力学关系，研究锆石氧同位素保存性与U/Pb和Lu/Hf分异程度和定年效果之间的化学动力学关系，认识矿物氧同位素交换动力学与Sr、Nd和Pb放射同位素扩散动力学之间的对应性，确定了不同同位素体系在特定地质条件下平衡与不平衡发生的条件，从而为判定岩浆和变质矿物的形成机制和时间提供准确的同位素年代学和地球化学制约。

花岗岩与地壳演化

     以元素和同位素为示踪手段，将花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分，研究大陆岩石圈的形成时间和机制。在区域尺度上，主要针对华南新元古代侵入岩和大别-苏鲁造山带中生代岩浆岩开展工作，对花岗岩中锆石进行U-Pb定年、O和Hf同位素分析，为大陆地壳是否存在增生提供地球化学制约。与现代岩石学研究相结合，确定造山带背景下花岗岩的成因类型、地壳部分熔融产生花岗岩浆的温度与压力条件、花岗岩浆结晶分异作用与成分变化、不同类型花岗岩成因与壳幔演化、花岗岩形成的构造机制与源区继承性之间的关系等。

地球内部结构和动力学
    以构造地质学、地震学、化学地球动力学方法为主，结合高温高压实验和数值模拟方法，重建碰撞造山带地壳结构、大陆岩石圈地幔结构、地幔柱形态，探讨碰撞造山带形成与大陆岩石圈地幔演化及其与板块构造之间的关系、大陆岩石圈物质结构演化与动力学之间的关系；探测岩石圈物理和化学结构及其横向不均匀性, 研究以板块运动、地幔对流、地幔热柱为机制的地球物质循环动力学模型；探讨地球内部层圈耦合机制及其对地球系统的影响。

生物地球化学与环境变化