亲石元素的地球化学性质;元素在板块俯冲过程中的活动性;地幔柱的形成;环境变迁与灾害;臭氧层;生命起源等。 代表性成果有:(1)元素地球化学性质与成矿:研究了金、铜、铼、硫等元素在岩浆演化过程的性质。利用微量元素和矿物包裹体限定白云鄂博超大型矿床各种年龄的地质意义,详细论证了火成碳酸岩被俯冲析出流体活化,进而交代沉积碳酸岩而成矿的成矿模型,论文发表在Scientific Report上。(2)系统论证了斑岩铜金矿床成矿的关键控制因素在于俯冲洋壳部分熔融和氧化性岩浆,提出年轻洋脊俯冲是形成大型、超大型斑岩铜金矿床的关键。(3)大陆地壳的形成:用大陆超深钻实际样品和高温高压实验验证了Nb, Ta, Ti这些长期以来被认为最不活动的元素,在金红石出现前具有很强的活动性。指出大陆地壳所特有的低Nb/Ta比值和低Nb, Ta含量特征是在板块俯冲早期Nb, Ta通过在温度梯度下发生不均衡脱水作用发生分异的结果,从而为揭示大陆地壳的成因提供了强有力的限定。(4)中国东部中生代大规模成矿与板块俯冲的关系:发现中国东部中生代很多重要的地质事件都与太平洋板块俯冲方向的变化有关,其中在125 百万年太平洋俯冲方向发生了约80度的转变,导致了中国东部由拉张转为积压,在此背景下形成了与压扭性破碎有关的胶东金矿;系统研究了长江中下游埃达克岩、A-型花岗岩、岛弧钙碱系列岩石以及矿床的分布,结合对太平洋板块俯冲的研究,提出长江中下游大规模成矿与洋脊俯冲有关;根据中生代岩石年代分带、矿产分带并与东太平洋俯冲带的矿产分带进行对比,提出华南中生代大规模成矿与太平洋斜向俯冲有关;从元素地球化学性质入手,系统研究了埃达克岩成因与铜金成矿的关系。(5)环境变化。与合作者根据三江平原野外观察数据,提出化冰过程氧化亚氮、甲烷等温室气体的集中排放可以进一步造成升温,是一种正反馈;根据巴尔哲水热锆石低氧同位素的特点,提出早白垩世存在冰期。