1.成矿地质理论
金刚石成矿理论得到新发展，提出其新的产出类型－蛇绿岩型金刚石。提出了“陆缘增生－大陆碰撞成矿理论”，揭示出青藏高原区域成矿规律。发展成矿系统理论，将皖南－赣东北成矿带划分为四个成矿系列。成功研发出能测定解释天然气水合物所需参数的技术手段。
2.深部探测技术与实验研究
研发了多尺度、多层次、多深度的深部探测成套技术和观测方法，形成了不同深度、不同物性参数、不同分辨率的数据采集、信号提取及成像的深部探测能力和技术流程。自主研发了我国首台万米大陆科学钻探钻机，具备实施超深科学钻探能力。研发基于深穿透地球化学原理的纳米微粒探测技术，探测深度可达1000米，加快了隐伏矿产的发现步伐。通过长约6000千米“穿透地壳”的深地震反射试验，建立了覆盖重大地质单元、深达地幔的地球物理、地球化学、地质学综合观测深切断面。建立了全国大地电磁标准网和全国地球化学基准网。通过深部探测和三维反演技术，对长江中下游矿产集中区地表至地下5000米的含矿地质体进行了三维立体“透视”勘测。在南北地震带建立深孔地应力监测网，初步建成北京应力应变监测对比综合实验场，为我国地壳活动性监测和地震预警提供了新的技术路线。