围绕有色金属矿床成矿及成晕机制等领域的理论基础研究和隐伏矿体精确定位集成技术的应用基础研究，实验室确立三个研究方向：
（1）成矿环境与矿床就位机制研究：
针对大陆及地幔动力学机制和成矿规律的前沿科学问题，利用岩石学、地球化学、沉积学等多学科手段，通过对特提斯与古亚洲构造域古洋壳研究，厘定了古亚洲洋及特提斯洋地幔域同位素属性特征，并对古亚洲洋与特提斯洋地幔域构造界线进行了划分；通过华南西南缘出露的基性岩和中酸性火山岩的研究，揭示了英安岩与华南陆块的亲缘性，限定了华南与印支陆块之间的古特提斯洋俯冲结束、陆-陆开始碰撞的最晚时限为中-晚三叠世，同时厘定了峨眉山地幔柱和古特提斯俯冲相互作用及其对成矿的贡献 以及特提斯域岩浆作用与成矿效应；通过对秦岭造山带基性岩及西藏地区火山岩研究，揭示古特提斯商丹洋俯冲大约在5亿年左右，提出了新特提斯洋北向俯冲的四个阶段演化历史。
针对稀土矿的成因机制，对花岗岩风化型和离子吸附型稀土元素的富集开展了相关研究。对花岗岩风化及风化壳中稀土元素富集作用研究结果表明，在粗粒花岗岩中含有众多富稀土的副矿物，从物源的角度解释了粗粒花岗岩比细粒花岗岩更容易在风化后富集稀土的原因。上述研究结果具有一定的矿产勘查指导意义，即在岩性不均匀的S型花岗岩杂岩区，母体花岗岩岩性是控制化学风化及其稀土表生富集的首要因素。对强烈风化的印支期长英质火山岩进行离子吸附型稀土矿成因研究表明，火山岩风化成因的稀土矿石通常比花岗岩岩风化成因的稀土矿石具有更高的离子相稀土比例，因而具有重要的经济意义。本研究通过详细的富稀土风化壳矿物学和地球化学研究，定量刻画了与酸性火山岩风化作用有关的淋溶-淀积机制模型，从“源头”到“归宿”解释了离子交换型稀土的富集路径。
基于对韧性剪切带型金矿的构造解析，提出了韧性剪切带型金矿成矿的一种新构造模式，即含金韧性剪切带在韧性、韧脆性及脆性阶段在同位空间并列与叠加了不同类型金矿体，从早到晚分别形成细脉浸染型、石英脉型与破碎带蚀变岩型金矿体；并依此查明了广东河台金矿体的侧伏规律，指明了隐伏矿体的预测方向。
（2）隐伏金属矿床勘查模型研究：
聚焦隐伏花岗岩区攻深找盲关键技术瓶颈，通过勘查地质、化探找矿和地球物理等交叉融合，构建了3类代表不同隐伏花岗岩成矿环境的矿床模型，提出了隐伏花岗岩位态探测和矿致异常识别的关键技术，建立了钨锡铌钽稀土等关键矿种的勘查技术组合，推动了从第一找矿空间（0-500m）到第二找矿空间（500-1000m）的突破。技术成果在一批国家级整装勘查区和危机矿山推广应用，取得了深部找矿和资源增储的重大突破：新发现弄屯大型铅锌矿和罗维中型钨锌矿；新增栗木矿区鱼菜、三个黄牛和水溪庙矿段深部锡和钽资源量均达大型，钨资源量达中型；新增社洞矿区深部钨资源量达中型，钼资源量近中型；新增油麻坡矿区深部钨资源量达大型。
通过对华南钨锡矿床特征的研究，揭示了花岗岩分离结晶作用对大型钨矿和锡矿富集成矿的贡献，结合精细年代学和矿田构造研究，限定了华南大型锡矿与剪切带的成因联系；进一步建立了矿区原生晕 轴向分带模式，并据此圈定2个预测靶区。针对卡林型金矿床微细粒的矿石组构特征及复杂的成矿和矿后演化过程，使其成为较难被研究和认识的矿床的限制，采用LA-ICP-MS、LA-MC-ICP-MS对泥堡矿卡林型金床中黄铁矿微量元素和硫同位素组成进行了详细分析，认为该矿床的成矿物质为沉积来源在金沉淀过程中，成矿流体可能趋于还原且酸性更低。通过江西盘古山等典型钨矿床解剖，创新性建立钨矿床矿液演化过程中矿物先后结晶和矿质逐渐浓集的成因模式，指出成矿与岩浆自变质作用无明显成因关系；通过广泛调研钨矿床野外地质事实及基础地质资料，率先总结石英脉型钨矿床扇状成矿的规律，即在花岗岩体顶部常形成相向倾斜的两组矿脉，提出在已知矿脉组外围寻找相向倾斜的另一矿脉组的找矿新思路；系统总结了南岭成矿带铋矿床成矿规律，为研究铋矿床成因提供了重要资料。
（3）隐伏矿床预测方法技术研究：
在地球深部探测方面，以系统地球科学研究为指导，通过地球物理、地球化学、区域地质等方法，对南岭地区的深部结构及区域地质构造进行深入研究，建立了南岭地区地球科学数据库，初步探明了南岭地区的深部物质组成成分，初步界定了南岭地区的扬子板块与华夏板块的边界，给出了钦-杭成矿带东部、中部、西部的区域构造特征、地壳深部结构及深部成矿机制。
在岩溶区浅地表探测方面，针对岩溶区岩溶塌陷、干旱缺水、水库渗漏、地下水污染、石漠化、内涝等典型的地质灾害和生态环境地质问题，通过对重磁位场理论、电磁场理论、三维地质建模方法及可视化技术、结构化和非结构化网格剖分、自适应有限单元法、积分方程法、谱方法、大型稀疏线性方程 组高效求解、数值最优化反演方法、强干扰下电磁观测、处理解释技术等方面的研究，突破了起伏地形 、复杂地质构造、海量数据条件下重磁电精细勘探所涉及的关键方法和技术，形成了一套完整的重磁电数据处理、三维正演、反演成像方法体系。
对地质露头较少、植被覆盖率高的金矿成矿远景区，利用了地球电化学集成技术进行找矿预测，识别了Au、Ag、As等元素异常与土壤离子电导率异常的套合程度，从而圈定出两处靶区为重点找矿位置。对蚀变岩型金矿开展了地电化学集成技术找矿预测研究，通过土壤地球化学测量、地电化学集成技术找矿、构造追索，圈定出Ⅰ类预测区1个、Ⅱ类预测区两个、Ⅲ类预测区两个，确认重点找矿靶区受区域内断层控制。对隐伏锡铜多金属矿采用深穿透的物化探、蚀变特征组合推测成矿期次等综合找矿方法，通过在广西罗城记洞湾矿区开展的地球电化学集成技术找矿工作，在四堡群文通组地层与石英闪长岩岩体接触带附近，总共划分出2个A类靶区、2个B类靶区。实现隐伏锡铜矿找矿新方法的突破。
